Nature:巨型酶类的3D图像或可帮助改善新型抗生素的开发
生物谷 · 2016/01/20
近日一项刊登在国际杂志Nature上的研究论文中,来自麦基尔大学的研究人员通过研究获得了来自药物合成酶部分结构的一系列3D图像,研究者认为,这些图像的产生不仅可以帮其理解抗生素的制造过程,而且还在未来研究中可以帮助开发新一代的高效抗生素。


获得巨型酶(megaenzymes)清晰的图像并不容易,但却非常有价值,这些蛋白在开发新型抗生素上扮演着重要的角色,近日一项刊登在国际杂志Nature上的研究论文中,来自麦基尔大学的研究人员通过研究获得了来自药物合成酶部分结构的一系列3D图像,研究者认为,这些图像的产生不仅可以帮其理解抗生素的制造过程,而且还在未来研究中可以帮助开发新一代的高效抗生素。

研究者Martin Schmeing教授表示,这是我们迄今为止看到过的一幅最完整的图像,尽管巨型酶类是人类中第二大蛋白,但其依然是可以移动的小分子,而且我们很难揭示这些酶类的工作机制;研究者所研究的酶对于开发新型抗生素非常关键,其被称之为非核糖体的肽类合成酶(NRPSs),而且其可以在细胞内部扮演催化剂的角色,从而赋予其杀灭所有细菌的能力。

非核糖体的肽类合成酶作用方式类似于“小型生产线”的工作模式,即通过重复的化学反应来结合基本元件;其中很多类似于汽车生产线,这些酶类组装流水线就组成了不同的工作站(模块),每一都可以添加到药物的一个部分,从而最终产生具有新型化学特性的抗生素。由于这些酶类太小不能看到,而且其处于持续运动中,因此研究者在研究中利用化学诱骗的方法来捕捉目的地的蛋白,随后利用X射线晶体学技术获取了制造抗生素短杆菌肽的NRPSs的首个模块的一系列3D图像。

研究者Janice Reimer说道,这些3D图像揭示了NRPS可以利用一种完全不寻常的方式来合成自身的产物,而其中部分NRPSs在之前已经进行了图像捕捉,但却并不是对其合成的不同阶段进行快速拍摄,而且NRPSs的图像也绝不会将化学修饰掺入到抗生素中;这些3D图像或可帮助研究人员利用现代的生物工程技术来修饰NRPSs从而产生可以进行设计修改的多种分类产物,为开发新型药物提供宝贵的资源。

所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。如若转载请联系原作者。
查看更多
  • Synthetic cycle of the initiation module of a formylating nonribosomal peptide synthetase

    Nonribosomal peptide synthetases (NRPSs) are very large proteins that produce small peptide molecules with wide-ranging biological activities, including environmentally friendly chemicals and many widely used therapeutics1. NRPSs are macromolecular machines, with modular assembly-line logic, a complex catalytic cycle, moving parts and many active sites2, 3. In addition to the core domains required to link the substrates, they often include specialized tailoring domains, which introduce chemical modifications and allow the product to access a large expanse of chemical space3, 4. It is still unknown how the NRPS tailoring domains are structurally accommodated into megaenzymes or how they have adapted to function in nonribosomal peptide synthesis. Here we present a series of crystal structures of the initiation module of an antibiotic-producing NRPS, linear gramicidin synthetase5, 6. This module includes the specialized tailoring formylation domain, and states are captured that represent every major step of the assembly-line synthesis in the initiation module. The transitions between conformations are large in scale, with both the peptidyl carrier protein domain and the adenylation subdomain undergoing huge movements to transport substrate between distal active sites. The structures highlight the great versatility of NRPSs, as small domains repurpose and recycle their limited interfaces to interact with their various binding partners. Understanding tailoring domains is important if NRPSs are to be utilized in the production of novel therapeutics.

    展开 收起
发表评论 我在frontend\modules\comment\widgets\views\文件夹下面 test