活有機(jī)體中發(fā)現(xiàn)自然生物合成過程
據(jù)1日發(fā)表在英國《自然》雜志上的研究,日本東京大學(xué)、日本高能加速器研究機(jī)構(gòu)(KEK)、中國武漢大學(xué)與德國波恩大學(xué)合作,首次見證了在真菌中不使用角鯊烯就形成三萜類化合物。發(fā)現(xiàn)在活有機(jī)體中實(shí)現(xiàn)由簡單化合物到復(fù)雜化合物的生物合成,或?yàn)橹扑幙茖W(xué)開辟了一個(gè)新世界。
三萜類化合物是一種有機(jī)化合物,廣泛存在于動(dòng)物、植物、微生物甚至人類體內(nèi)。目前已發(fā)現(xiàn)約2萬種不同的三萜類化合物,由于其抗炎、抗癌、抗糖尿病和其他有價(jià)值的特性,它們被廣泛用于化妝品、食品補(bǔ)充劑,尤其是許多藥物的重要來源。
此前,所有已知的三萜類化合物都被認(rèn)為是從一種常見前體角鯊烯中產(chǎn)生的。角鯊烯本身也是一種三萜類化合物,F(xiàn)在,研究人員發(fā)現(xiàn)了一種不需要角鯊烯作為前體的新型三萜類化合物。
“沒有人能想象在自然界中會(huì)發(fā)生這樣的事情。這是一種新的生物合成機(jī)器!睎|京大學(xué)藥學(xué)研究生院的阿部郁朗教授解釋說。
通常情況下,生成復(fù)雜的分子化合物需要多個(gè)酶反應(yīng),例如當(dāng)人體使用角鯊烯來產(chǎn)生激素和膽汁酸時(shí)就是這樣。然而,在單一的酶反應(yīng)中,一種名為C5異戊二烯單元的簡單分子是構(gòu)建非常復(fù)雜的三萜類分子結(jié)構(gòu)的起點(diǎn)。
這是武漢大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過基因組挖掘?qū)ふ倚碌奶烊划a(chǎn)物時(shí)發(fā)現(xiàn)的。他們發(fā)現(xiàn)在真菌中廣泛分布的新基因,并對(duì)這些新基因進(jìn)行了表征,其中一個(gè)恰好是三萜類的合成。波恩大學(xué)團(tuán)隊(duì)闡明了詳細(xì)的酶反應(yīng)機(jī)制,東京大學(xué)和KEK研究人員開展了結(jié)構(gòu)分析。
“自然界中的化學(xué)比我們?cè)诠I(yè)中使用的化學(xué)合成更有效,這就是為什么我們對(duì)自然界中的生物合成過程感興趣的原因!卑⒉坑衾收f,“大自然的方法是一種更好、更便宜、更清潔的工藝。我們正試圖更好地了解自然界中的過程是如何發(fā)生的,這樣我們就可以在實(shí)驗(yàn)室中重新創(chuàng)建或重新設(shè)計(jì)它,以獲得越來越重要和有用的化合物!
這一新發(fā)現(xiàn)僅僅是個(gè)開始。阿部郁朗說:“我們已經(jīng)解決了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的問題,并已經(jīng)在操縱生物合成機(jī)制,試圖制造出更多有用的分子,以用于藥物開發(fā)。”實(shí)習(xí)記者張佳欣
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