10月8日,英國皇家化學學會(Royal Society of Chemistry, RSC)旗下期刊《Chemical Science》(IF9.211,1區(qū)TOP)在線發(fā)表了武漢大學藥學院孫宇輝教授課題組近期在Thiotetronate類抗生素生物合成研究方面的重要進展(http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/sc/c5sc03059e#!divAbstract),首次報道了Thiotetronate抗生素中多個生物合成基因簇,推導了Thiotetronate類抗生素,特別是其核心結構——五元硫內酯環(huán)的生物合成機制。
Thiotetronate類抗生素對多種革蘭氏陽性和陰性細菌都具有活性,它通過競爭性結合特異性失活細菌體內 II型脂肪酸合成酶系中的關鍵功能酶,從而抑制細菌生長。該類抗生素中的Thiolactomycin還對瘧疾、弓形蟲、錐形蟲等,特別是對多重耐藥性結核桿菌(MDRTB)和廣譜耐藥性結核桿菌(EDRTB)都具有良好的生物活性,因此常被用作抗瘧疾、抗結核藥物篩選的重要參照。然而,Thiotetronate類抗生素的生物合成機制卻不甚清楚。
孫宇輝教授課題組與我院名譽教授、英國劍橋大學生物化學系Peter F. Leadlay教授合作,綜合運用比較基因組學和分子遺傳學等研究手段,首次證明了Thiotetronate類抗生素碳骨架由一可重復使用的聚酮合酶(PKS)/非核糖體肽合成酶(NRPS)負責合成;同時,五元硫內酯環(huán)上硫原子的摻入利用了初級代謝中的半胱氨酸脫硫酶和硫化酶基因(位于基因組上距離碳骨架生物合成基因簇不相鄰的區(qū)域)。這些基因的定位和功能解析為后續(xù)深入研究Thiotetronate類抗生素的生物合成機制及組合生物合成Thiotetronate類抗生素新衍生物奠定了堅實的基礎。
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