从海洋真菌酶可以帮助开发抗癌药物

很多药物用于治疗癌症和传染病⎯或来自⎯天然产物,但很难确切了解自然组装它们。

追溯大自然的步骤,赖斯大学的化学工程师高雪和她的团队绘制出完整的一系列enzyme-powered反应海洋真菌使用生产21 r-citrinadin,一个复杂的分子具有抗癌特性。

在这个过程中,高和她的合作者确定一个新的酶,CtdY,这是已知的唯一一个打破的酰胺键,根据这项研究发表在《美国化学学会杂志》上。

“CtdY属于一个大家庭的酶称为细胞色素p450酶类执行各种不同的功能和正在研究的潜在应用在工业和制药设置,”高说。“然而,没有p450记录到目前为止可以打破一个酰胺键。

“酰胺债券被发现在所有蛋白质⎯它们的氨基酸连接在一起。它是一种根本的、非常稳定的债券。”

酶的能力裂开酰胺债券可以使它成为一个有用的工具来创建新的药物。

“事实上,CtdY可以非常引人注目,“说Qiuyue聂,博士后高的实验室谁是这项研究的主要作者之一。“这对制药行业拥有重大的承诺,”她说。

酶不仅是著名的因为它可以打破一种高稳定债券,还因为它很复杂的分子结构。

“你想保持这种结构的休息,只有想打破这种单一,相辅相成债券⎯这是一个非常特殊的和艰巨的任务,”高说。

一旦CtdY打破了酰胺键⎯有一个圆形的三维结构⎯七国集团其他酶干预来完成组装的21个r-citrinadin分子。

“一旦打开戒指,所有其他的酶是能够执行氧化和安装氢氧团体在一个高度精确的方式,”高说。“这就像CtdY带来圣诞树回家,然后这些其他酶一起来装饰它。”

Gao实验室多年来一直在揭露所有的生产所涉及的步骤21 r-citrinadin化合物,这已被证明是有效的在老鼠和人类喉癌对白血病细胞,根据帅Liu大米博士后研究报告的主要作者是谁。

新发现的酶是由Gao发现实验室能够进行单一催化等功能控制手性和促进Diels-Alder反应。

“这真的是一个完整的故事,”高说。“我们过去基因敲除,不同的表达,诱变研究中,酶学等等来解决近每一步生物合成这种化合物。20多个酶分子组装和协调生产。我发现它迷人的酶以这种方式合作生产这种极其复杂的分子。”

参考:聂问刘年代,刘Z,帕蒂尔年代,高x真菌P450解构,5-Diazabicyclo[2.2.2]辛烷环途中完整的生物合成的21R-Citrinadin。J是化学Soc。2023:jacs.3c02109。doi:10.1021 / jacs.3c02109

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