上海有機所等揭示真菌非核糖體肽大環(huán)環(huán)合的結構機制

他類elisa定量檢測試劑盒由細菌或真菌通過自身代謝合成的天然多肽化合物，例如*、*、棘白霉素類化合物等，許多都具有抗菌或抗腫瘤活性，是國內外新藥創(chuàng)制的重要源泉。它們的生物合成途徑分為兩類，一類通過核糖體來源的多肽進行縮合、修飾及環(huán)合，另一類則通過一種具有高度模塊化特征的非核糖體多肽合酶（nrps）將天然或非天然的氨基酸逐一組裝起來，這種工作機制兼具性和靈活的特異性，保證了天然多肽產(chǎn)物結構的多樣性。對細菌和真菌非核糖體多肽合酶的組裝、結構和催化機制研究，有助于深入了解天然多肽化合物的生物合成機制，并使通過組合生物合成手段獲得更多有生物活性的多肽化合物成為可能。
 
早期的研究表明：細菌來源的nrps途徑鏈狀多肽產(chǎn)物的釋放與環(huán)合是通過硫酯酶(thioesterase,te)完成的，而真菌nrps則經(jīng)常由一個類似于縮合結合域的來控制多肽產(chǎn)物生物合成的終止與環(huán)合。為了從分子機制上闡明域如何在控制真菌nrps生物合成終止過程發(fā)揮作用，國*上海有機化學研究所生命有機化學國家重點實驗室的周佳海研究團隊分別解析了（1.8埃分辨率）和處于活化狀態(tài)的t-ct復合物（2.49埃分辨率）的晶體結構，發(fā)現(xiàn)經(jīng)典縮合結構域的一段n端環(huán)狀區(qū)域被能域相應的α1螺旋所取代，并導致α2螺旋向活性口袋鄰近的接納位點靠近（見下圖），從而阻滯了與域相連的底物上載到接納位點上進行新一輪的肽基延伸反應。
 
t-ct復合物晶體結構揭示一旦域被活化后，磷酸泛酰巰基將參與穩(wěn)定t與ct的相互作用，并從域活性口袋的一側接納線狀多肽產(chǎn)物，完成終環(huán)狀多肽產(chǎn)物的合成與釋放。這不僅解釋了真菌nrps中能域為何必須依賴能域才發(fā)揮作用，也為通過合理設計來產(chǎn)生不同大小與結構的新型大環(huán)多肽天然產(chǎn)物提供了技術藍圖。
 
該課題是與美國加州大學洛杉磯分校教授yitang和中科院武漢數(shù)學物理研究所研究員唐淳合作完成的，得到了國家自然科學基金委面上項目和上海市科委項目的資助，晶體衍射數(shù)據(jù)分別在國家蛋白質科學（上海）研究中心的bl19u1、上海光源的bl17u1及日本光工廠的bl線站收集。