化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  《自然-通讯》科学家阐明利福霉素生物合成新机制
《自然-通讯》科学家阐明利福霉素生物合成新机制
2018-06-21 10:15:17来源:元素商城

元素百科为您介绍科学家阐明利福霉素生物合成新机制。结核病不仅有导致大量人类死亡的历史事件,而且至今仍是危害公共健康的顽固性呼吸道传染病。利福霉素类化合物是由地中海拟无枝酸菌产生的一类具有广谱抗菌作用的抗生素,对结核杆菌、麻风杆菌、链球菌、肺炎球菌等革兰氏阳性细菌,特别是耐药性金黄色葡萄球菌具有很强的拮抗作用,同时对某些革兰氏阴性细菌也有效果。由天然产物利福霉素SV或利福霉素B进行化学半合成的利福平、利福喷丁、利福布丁等药物进入了世界卫生组织的基础药物目录,作为一线抗结核药物挽救了数以万计结核病人的生命。自1957年首次发现以来,利福霉素的生物合成途径一直是生物化学家们的研究热点。尽管前期利用同位素标记和基因敲除(敲入)等方法已阐明其生物合成途径中的大部分环节,但利福霉素SV是如何转化为利福霉素B的这个关键环节却长时间困扰着科学界。

 科学家阐明利福霉素生物合成新机制.jpg

日前,由中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员李盛英带领的酶工程研究组,与中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所赵国屏和肖友利研究组,以及中科院上海有机化学研究所唐功利团队的多名学者合作,在国际上首次阐明了利福霉素SV转化为利福霉素B的详细生物合成途径及酶催化反应机制,相关成果已在线发表于最新出版的《自然-通讯》(Nature Communications)期刊上。

基于2011年赵国屏研究组通过分子遗传学方法确认关键基因Rif15/16负责利福霉素SV到B转化的体内研究工作基础,该工作中研究人员成功在大肠杆菌中异源表达得到可溶性的转酮酶Rif15和细胞色素P450单加氧酶Rif16,在体外通过酶活重建、产物结构表征、13C标记实验和Rif16晶体结构解析彻底阐明了利福霉素SV转化为利福霉素B的生物合成途径及这两个酶的功能和催化机制,改写了Ghisalba等在36年前提出的“旧模型”(J. Antibiot. 35, 1982: 74-80)。研究团队发现,利福霉素SV首先在有氧条件下可自发被氧气化学氧化成利福霉素S,进而在转酮酶Rif15的作用下将2-酮糖的一个C2基团转移至利福霉素S上并重排生成含有C-O酯键结构的利福霉素L。接着P450单加氧酶Rif16拔取利福霉素L C-39位羟基上的氢原子,形成的氧自由基进攻临近芳环C-4位形成五元环结构,然后再经一系列电子重排和第二次C-1位置酚羟基上氢原子的拔取,生成不稳定的中间体化合物利福霉素O。该化合物在电子供体NADPH存在条件下,迅速被水解还原形成稳定的终产物利福霉素B。在此过程中,转酮酶Rif15表观上催化一个独特的C-O成键反应(通过常规的C-C成键和非常规重排形成);而P450单加氧酶Rif16则通过一个五元环的介导,成功实现了一种十分罕见的“酯醚转化”反应。这两个全新催化机制的发现,进一步拓宽了转酮酶和P450单加氧酶这两种常见生物催化剂的催化反应类型,加深了领域内对这两种酶的认识。该项研究的成功还将为进一步利用合成生物学方法有效进行新型利福霉素发现和工业菌种改造,进一步提升利福霉素的产量提供全新的理论依据。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂, 化学元素, 化学元素周期表, CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 原料 ,  化工中间体  
相关专题: 化学试剂
相关阅读:
●  西安交大研发“超临界水蒸煤”能有效治理雾霾
元素百科为您介绍西安交大研发“超临界水蒸煤”能有效治理雾霾。记者25日从西安交通大学获悉,该校历时20年研发的“煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术”正式对接产业,此举对治污降霾及粗放型能源产业转型起到积极作用。 煤炭可增加雾霾等环境治理难度中国作为煤炭生产和消费大国,以煤为主的能源结构短期内难以改变,传统的煤炭利用方式不可避免地以牺牲环境为代价,从而增加了雾霾等环境问题治理的难度。西安交......
●  二氯乙烷制备与应用
化学词典为您介绍二氯乙烷制备与应用,二氯乙烷是一种无色或浅黄色透明液体,熔点-35.7℃,难溶于水主要用作氯乙烯(聚氯乙烯单体)制取过程的中间体,也用作溶剂等,也可用作溶剂及制造,三氯乙烷的中间体。 二氯乙烷制备 1.乙烯与氯气直接合成法 以乙烯和氯气在1,2-二氯乙烷介质中进行氯化生成粗二氯乙烷及少量多氯化物,加碱闪蒸除去酸性物及部分高沸物,用水洗涤至中性,共沸脱水,精馏,得成......
●  硼酸的多种用途介绍
化学词典为您介绍硼酸的用途。硼酸为白色粉末状结晶或三斜轴面鳞片状光泽结晶,溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中,水溶液呈弱酸性。你知道吗?硼酸有很多用途,比如说可以用来消灭蟑螂,当然还可以清洗伤口。 硼酸灭蟑螂  首先取一个土豆削了皮,放在锅里蒸熟,弄成泥状。再用温水把白糖、硼酸粉末溶解了 和熟土豆泥拌在一起,弄成一种黏糊糊的样子,放在矿泉水的瓶盖里,置于家里蟑螂经常......

您确定要从购物车中移除吗???