据科学网2015年11月3日报道,中国科学院微生物研究所张立新领衔的973项目课题组从真菌中解析青蒿素类过氧桥键的生物合成机制,为获取青蒿素提供了一种别样的思路。研究成果在《自然》杂志在线版发布。
青蒿素从植物中提取,但产量有限,远远满足不了市场的需求,近年来开始转向生物合成技术,并在转基因酵母中生产出青蒿酸——青蒿素合成的前体。但研究表明,青蒿素的生物活性与过氧桥键密不可分,找到过氧桥键合酶成为了学界的努力方向。
项目组大胆猜测,过氧桥键合酶可能来源于与黄花蒿共生的真菌中,并试图从自主构建的海洋微生物天然产物库中发现这类含有过氧桥键的化合物及其相应的催化酶。通过与973海外团队成员美国波士顿大学刘平华教授课题组和德克萨斯大学奥斯汀分校张燕教授课题组密切合作,从几株曲霉和靑霉中分离出具有抗感染等多种生物活性的含过氧桥键萜类吲哚生物碱化合物震颤真菌毒素,并解析出该化合物中的过氧桥键是由一个依赖α-酮戊二酸的单核非血红素酶FtmOx1催化合成。同时,首次展示了FtmOx1的晶体结构,以及FtmOx1分别与α-酮戊二酸和底物fumitremorgen B的共晶体结构,并通过详尽的酶学实验证实了FtmOx1的功能。
研究人员认为,阐明这一特别的过氧桥键的生物合成新机制,使发现催化青蒿酸形成青蒿素的过氧桥键合酶的探索向前迈进了一大步。