在天然抗生素合成中創(chuàng)造環(huán)

布里斯托大學(xué)的科學(xué)家揭示了鑰匙圈的秘密，它在全世界使用的抗生素的生物合成中形成級聯(lián)。他們希望他們的研究成果能夠促進(jìn)具有改進(jìn)性能的抗生素和新的生物催化劑的開發(fā)，以清潔有效地合成重要的藥物分子。

隨著對現(xiàn)有抗生素耐藥性增加的普遍問題，迫切需要尋找和開發(fā)新的具有成本效益的方法來對抗細(xì)菌感染。

莫匹羅星是一種抗生素，廣泛用于局部治療細(xì)菌性皮膚感染(如膿皰病)。它是通過使用微生物熒光假單胞菌進(jìn)行商業(yè)生產(chǎn)的，并且它已經(jīng)開發(fā)了一種復(fù)雜的生物合成機(jī)器來生產(chǎn)裝配在抗生素活性所必需的四取代6元環(huán)上的最終分子。

現(xiàn)在，布里斯托大學(xué)BBSRC和EPSRC資助的研究中心BrisSynBio的科學(xué)家們首次發(fā)現(xiàn)了一種酶促反應(yīng)級聯(lián)，它可以從復(fù)雜的線性起始材料中選擇性地生成這種6元環(huán)。

今天(11月26日)在Nature Catalysis上描述的多學(xué)科研究表明，酶MupW負(fù)責(zé)具有挑戰(zhàn)性的化學(xué)轉(zhuǎn)化，以產(chǎn)生新的中間體，然后第二個(gè)酶MupZ轉(zhuǎn)化為6元環(huán)。沒有了MupZ(其本身形成漂亮的六邊形晶體，如圖所示)，就產(chǎn)生了沒有抗菌活性的5元環(huán)。

最新的工作是基于布里斯托爾的湯姆辛普森教授和伯明翰大學(xué)的克里斯托馬斯教授的早期研究。

化學(xué)學(xué)院的馬特克倫普教授是研究這項(xiàng)研究的幾位主任之一。他說：“這項(xiàng)工作是核磁共振波譜在化學(xué)和生物化學(xué)研究中的重要性的一個(gè)例子。通過BrisSynBio資助的700 MHz核磁共振譜儀，可以識(shí)別途徑中的關(guān)鍵中間體，打開合成生物學(xué)的未來機(jī)遇，這離不開精密儀器的靈敏度?！?

用現(xiàn)有的合成方法很難實(shí)現(xiàn)這種反應(yīng)級聯(lián)(可以稱之為不可能！)，該團(tuán)隊(duì)正在研究這些生物催化劑，以制備更穩(wěn)定的抗生素莫匹羅星活性成分類似物。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的化學(xué)學(xué)院的克里斯威利斯教授說：“這一重要突破是通過跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)的努力實(shí)現(xiàn)的，包括布里斯托爾的天才博士后研究人員和研究生，他們的行程包括結(jié)構(gòu)生物學(xué)、合成和分析化學(xué)。與分子模型平行，它揭示了這一系列酶的整個(gè)轉(zhuǎn)化過程以前沒有報(bào)道過?！?

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