上海交大系统生物医学研究院团队解析活性天然

上海交大系统生物医学研究院团队解析活性天然

时间:2020-03-24 05:17 作者:admin 点击:
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近日,美国化学会旗下催化领域顶级期刊《ACS Catalysis》在线刊发了系统生物医学研究院徐岷涓副研究员关于微生物天然产物中吡喃环形成的酶学机制的最新成果,该文章同时被选为ACS Editors’ Choice亮点论文推荐给读者。该工作阐明了厦门霉素生物合成途径中催化苯并吡喃成环的环化酶(XimE)的催化机制,揭示了该酶的关键活性位点和底物宽泛性,为利用该酶合成植物来源的线性及角型香豆素类化合物铺平了道路。

苯并吡喃环是众多具有生物学活性天然产物的核心骨架,这类化合物主要分布在伞形科、金丝桃科等传统药用植物中。徐岷涓等首次从厦门链霉菌318中分离到一系列苯并吡喃类化合物,发现其为具有抗纤维化活性的药物候选物,将其命名为厦门霉素(xiamenmycin)。进一步,利用厦门霉素的生物合成途径中异戊烯基转移酶(XimB)进行组合生物合成,获得了一系列苯并吡喃的“非天然前体”。此外,还通过代谢途径重构,实现了厦门霉素在大肠杆菌中的异源生物合成。该工作不仅丰富了苯并吡喃类化合物的化学结构多样性,也为构建苯并吡喃类活性天然产物的高效生物合成体系奠定了基础(ACS Synth. Biol. 2018)。

长期以来,生物合成苯并吡喃活性母核的成环机制一直未被解析。基于XimE以及蛋白-小分子复合体在1.77Å下的晶体结构,并结合定点突变实验和过渡态计算,揭示了协同控制XimE催化的6-endo成环的多个关键氨基酸残基。更有趣的是,厦门霉素生物合成基因簇中的FAD-依赖的单加氧酶(XimD)和XimE的组合不仅能合成天然的苯并吡喃和苯并呋喃骨架,还可合成线型和角型的吡喃、呋喃香豆素等植物天然产物。

该题为:Enzymatic Pyran Formation Involved in Xiamenmycin Biosynthesis《厦门霉素生物合成途径中吡喃环形成的酶学机制》文章在2019年5月2日在线发表。上海交通大学系统生物医学研究院为第一署名单位/通讯单位。上海交大生命科学技术学院硕士生贺贝贝为第一作者,徐岷涓副研究员、赵一雷教授和郑舰艇教授为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金面上项目的资助。

全文链接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acscatal.9b01034

作者: 徐岷涓 供稿单位: 系统生物医学研究院