Science：提醒非核糖体肽分解酶三维构造，有助深化看法抗生素分解

2019年11月19日讯/BIOON/---在一项新的研讨中，来自加拿年夜麦吉尔年夜学的研讨人员的研讨人员在懂得在发生和其他医治性药物中起着弗成或缺感化的酶的功效方面获得了主要的提高。相干研讨成果揭橥在2019年11月8日的Science期刊上，论文题目为“Structures of a dimodular nonribosomal peptide synthetase reveal conformational flexibility”。

图片来自McGill University。 论文通信作者、麦吉尔年夜先生物化学系副传授Martin Schmeing博士说，“我们现在依附的很多药物都是由地球上的微生物制作的自然产品。它们包含由在微生物中年夜量存在的非核糖体肽分解酶（nonribosomal peptide synthetase, NRPS）制作的化合物。NRPS分解各类类型可以杀逝世风险真菌和的，以及有助于我们抵御病毒沾染和癌症的化合物。比方，这些化合物包含紫霉素（viomycin），即一种用于医治耐多药结核病的；环孢菌素（cyclosporin），它已被普遍用作中的免疫克制剂；以及熟习的青霉素（penicillin）。”

为了分解这些药物，NRPS的运作相似于由一系列任务站构成的工场组装线。每个称为“模块（module）”的任务站具有多步任务流程和挪动部件，这许可它添加一个组成单位（building block）到药物中。

懂得这种组装线的外部运作

Schmeing博士和其别人的先前研讨任务让人们对一个模块的任务道理有了深入的懂得。现在，经过应用位于萨斯喀彻温省的加拿年夜光源（Canadian Light Source）和位于伊利诺斯州的先辈光子源（Advanced Photon Source）停止X射线晶体衍射剖析（X-ray crystallography），Schmeing团队可以取得NRPS的超高分辩率三维图片。

这些研讨人员初次可以经过可视化制作抗生素线性短杆菌肽（linear gramicidin）的NRPS的一种双模块部门，对单个模块与更年夜的组装线之间的关系停止高质量的不雅察。他们受惊地发明，除了分歧模块必需调和才干将药物从一个任务站传递到下一个任务站之外，在残剩的工夫里，这些模块之间缺少同步性。此外，他们发明这些模块不是以直线或其他有组织的方法陈列，而是可以在很多分歧的绝对地位陈列。Schmeing博士说：“这种高度的灵敏性是出人意料的。这些酶就是在停止扮演体操。”

鉴于在X射线晶体衍射剖析中，卵白NRPS构成晶体，是以迷信家们要当心确认所取得的成果能否代表了真实产生的情况。Schmeing博士与他的同事、麦吉尔年夜先生物化学系传授Alba Guarné博士协作，应用在位于伯克利的先辈光源（Advanced Light Source）搜集的弥补性溶液数据来验证这些不雅察成果。Schmeing博士说：“麦吉尔年夜学在构造生物学方面长短常弱小的。我们配合协作，相互协助，取得展开前沿试验所需的生物物理装备，并对我们的先生停止学习。”

对将来药物设计的影响

从久远来看，这些成果能够对新性抗生素和医治药物的制作发生影响。自从初次发明NRPS以来，迷信家们对经过混杂和婚配任务站来制作定制化合物对NRPS停止生物工程改革的能够性觉得高兴。Schmeing博士说明说：“我们的研讨标明，应当可以混杂和婚配这些模块，然则必需在将化合物从一个模块传递到另一个模块的进程中，对生物工程化的NRPS停止修正。这是我们与法国索邦年夜学的Martin Weigt协作完成的，然则须要对定制药物的制作停止优化。”（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

1.Janice M. Reimer et al. . Science, 2019, doi:10.1126/science.aaw4388.

2.New understanding of antibiotic synthesis

https://phys.org/news/2019-11-antibiotic-synthesis.html