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微生物次级代谢酶催化分子机制研究取得重要进展

主要完成人: 发表日期:2013-11-25 点击数:899

        近日,化学领域著名国际期刊《Angewandte Chemie International Edition》在线发表了上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家重点实验室林双君课题组在微生物次级代谢分子机制研究方面的重要成果《Stereospecific Biosynthesis of β-Methyltryptophan from L-Tryptophan Features a Stereochemical Switch》(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201306255/full)。

    自然界中许多生物活性次级代谢产物含有β-甲基氨基酸单元,该结构单元对这些化合物的生物活性有着重要的影响。一些次级代谢产物含有(3S)-β-甲基色氨酸,而另一些却含有(3R)-β-甲基色氨酸,针对这一立体化学现象,林双君研究员带领研究小组分别克隆了含有(3S)-β-甲基色氨酸结构单元的海洋霉素和据报道源于(3R)-β-甲基色氨酸的链黑菌素的生物合成基因簇。经过四年的不懈努力,通过体外生物化学表征、异源宿主生产、蛋白定点突变并结合同位素标记等化学、酶学和分子生物学研究,在分子水平上解析了(3S)-β-甲基色氨酸和(3R)-β-甲基色氨酸形成的酶学机制。研究同时发现该机制在微生物次级代谢产物中的普遍存在性,阐明了新的异构化酶调控(3S)-构型形成的分子机制。

    该研究不仅解开了自然界中两种构型的β-甲基色氨酸次级代谢产物形成的谜团,同时为定向合成β-甲基色氨酸和挖掘含有β-甲基色氨酸结构单元的天然产物提供了工具。

    本研究得到国家自然科学基金(21372154,31121064)和973课题(2010CB833805)及教育部项目(311018)的资助。