新发现的一类核糖体和溶血活性肽

生物体产生无数的天然产物可以用于现代医学和治疗。细菌和其他微生物已成为天然产物的主要来源,包括越来越多的家庭被称为核糖体合成和你修改后的肽,或跑。道格拉斯·米切尔(MMG)的实验室,约翰和玛格丽特·威特化学教授和惠民赵(CABBI / BSD / GSE / MMG),化学和生物分子工程学主席史蒂芬·l·米勒,伊利诺伊大学香槟分校一直在串联工作来识别和分析新跑好的候选药物开发和治疗。

“相比其他类天然产物,如生物碱、萜烯,或多酮类化合物,跑还未开发,部分原因是它们的生物合成基因簇非常小,经常被忽视过去,”赵说。“所以我们决定开发新技术与生物活性发现小说跑。”

“现在,我们在基因组学时代,我们意识到这些组多么广泛的天然产物,特别是细菌,“董事长哥Dommaraju说,米切尔的实验室的博士生。“我们基本上是在探索阶段,我们知道他们在那里,我们目标是看看有多少能找到,因为我们不知道他们做什么。”

赵和米切尔在一篇新论文中的实验室,与co-first作者Dommaraju Hengqian任,赵的实验室的博士后研究员,研究小组发现一个独特的报道,跑小说类,名为“daptides。与大多数肽具有正电和负电,或“终点站,“daptides而不是有两个带正电的目的地。

“教科书会说,和一个羧基端肽的氨基酸,但在我们的例子中,我们发现有两个氨基末端的核糖体肽,”任说。“因为有正电荷两端,这给daptides一些有趣的生物活性。”

研究人员解释说,这种变化在目的地看起来小,两末端的正电荷使daptides潜力与带负电荷的对象交互,如细胞膜。为了验证这一点,团队添加daptides与红细胞一道菜。他们发现daptides显示溶血性活动,这意味着他们破坏细胞的细胞膜,使其破裂。赵解释说,溶血性活动中很少发现跑团队一起工作,而且抗菌或抗真菌活性更为常见。

“我们考虑结构进化的动力是什么导致肽失去了带负电荷的C末端和带正电的氨基取代它,“Dommaraju说。“从工程的角度来看,如果你想做一个肽能与膜,你会把一堆正电荷。这正是让我们为溶血性测试这个活动,因为我们知道,这一修改,应该允许。”

寻找新的跑绝非易事。首先研究人员使用生物信息学比较,试图识别基因簇可能产生潜在的跑。然后他们克隆目标集群并将其表示成一个有机体,之后他们可以检查任何自然的产品。即使获得产品,仍有问题的产品做什么和如何生产,可与生物分析检测,基因淘汰赛中,和各种各样的其他测试。但是Dommaraju说实验室每个发挥专长当合作简化这个过程。

”等等这样的一个项目,米切尔实验室生物信息学和基因簇标识酷,和赵实验室得到了合成生物学系统,要表达这些缩氨酸,让他们“Dommaraju解释道。“那么我们可以标记团队经验和重叠的东西我们做项目到终点。”

研究人员说,接下来的步骤是理解daptides的酶功能,并使用生物信息学分析是否有其他与daptide生产相关的基因的组合。对未来进一步的研究方向包括daptides探索潜在的治疗用途,和生态角色daptide生产已经使他们的细菌。然而,任和Dommaraju同意,他们的利益在未来实验跑超出daptides,发现仍有更多的类。

“我们感兴趣的是使用我们的生物信息学工具找到尽可能多的不同的天然产品类,“任说。“有现在这么大的前沿的未被发现的跑类,这是令人兴奋的前沿,发现新的可能性。总有一次机会,下一个产品你发现可能是一个主要的治疗发展!”

参考:任H, Dommaraju SR,黄C,等。基因挖掘揭示一种核糖体与两个氨基末端肽。Nat Commun。2023;14 (1):1624。doi:10.1038 / s41467 - 023 - 37287 - 1

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