慕尼黑技术大学 当高活性的六缩酮延伸到八缩酮时,由三种蛋白质组成的复合物保护它
在与其他蛋白质的合作中,重要的天然物质从生成的八缩酮中产生
信用:马克西米连·施马尔霍费尔和教授
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Michael Groll/TUM 许多药物的活性成分是天然产物,之所以这样称呼是因为通常只有微生物能够产生复杂的结构
类似于工厂的生产线,大型酶复合物将这些活性剂分子放在一起
慕尼黑技术大学和法兰克福歌德大学的一个小组现在已经成功地研究了其中一个分子工厂的基本机制
许多重要的药物如抗生素或抗癌活性剂是由微生物如细菌或真菌积累的天然产物
在实验室里,这些天然产品往往根本无法生产,或者只能费很大力气才能生产出来
大量此类化合物的起点是聚酮化合物,聚酮化合物是碳链,每两个原子有一个双键与氧原子相连
在微生物细胞中,如发光杆菌,它们是在聚酮合酶的帮助下产生的(PKS)
为了一步一步地构建所需的分子,在PKSⅱ型系统的第一阶段,四种蛋白质在不断变化的“团队”中一起工作
" 在第二阶段,它们被进一步的酶修饰成所需的天然产物
以这种方式生产的细菌天然产物的例子尤其是临床使用的四环素类抗生素或抗癌药物阿霉素
跨学科合作 虽然第二阶段的修饰步骤对于许多活性剂来说已经得到了很好的研究,但是到目前为止,对于这些分子工厂的第一阶段的一般功能几乎没有任何见解,其中高反应性的聚缩酮中间产物与酶复合物结合并受到保护,使得它不能自发反应
慕尼黑工业大学生物化学教授迈克尔·格罗尔和法兰克福歌德大学分子生物技术教授胡庆炉·博德的合作成果填补了这一空白,这些成果发表在著名的科学杂志《自然化学》上
当制造天然产品时,第二类PKS系统的单个酶就像工厂的装配线一样相互作用
学分:教授
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胡庆炉·博德/歌德-法兰克福大学 这些发现启发了新的活性剂合成 “在这项工作的背景下,我们第一次能够在x光结构分析的帮助下分析第二类聚酮化合物合酶的不同伴侣蛋白的复合物,现在能够详细理解完整的催化循环,”迈克尔·格罗解释说
“基于这些发现,未来有可能以有针对性的方式操纵中枢生化过程,从而改变基本结构,而不是局限于修饰酶,”胡庆炉·博德补充道
虽然开发改进的抗生素和其他药物还有很长的路要走,但两个小组都乐观地认为,现在分子工厂缺失部分的结构和机制也可以得到解释
“我们已经有了关于进一步蛋白质复合物的有希望的数据,”马克西米连·施马尔霍费尔说,他作为慕尼黑的一名博士生参与了这项研究
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