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[材料资讯] 陈文青课题组C-核苷类抗生素生物合成研究获突破

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发表于 2019-12-11 07:30:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
C-核苷类抗生素最小霉素生物合成机理被邓子新院士团队陈文青课题组成功揭示,研究成果在Cell子刊iScience发表,并已申请相关国家发明专利。
       论文题为“细菌中C-核苷类最小霉素与天然蓝色素的偶联生物合成”(Divergent Biosynthesis of C-Nucleoside Minimycin and Indigoidine in Bacteria)”,研究生孔丽媛、徐顾丹与刘小琴为共同第一作者,陈文青副教授为通讯作者。
       最小霉素(Minimycin)是一类结构简单但具有显著抗细菌及抗肿瘤活性的独特C-核苷类抗生素,也是临床核苷类药物研究和发现的重要先导化合物之一。长期以来,科学家们一直在追踪该抗生素的生物合成机制,但其机理探究始终悬而未决。

C-核苷类抗生素

C-核苷类抗生素
       陈文青课题组另辟蹊径,从最小霉素基因簇的克隆入手,揭示出一个非核糖体肽合成酶负责最小霉素生物合成的起始步骤,并意外发现该蛋白同时负责Indigoidine的生物合成。Indigoidine是上世纪60年代被发现的一种天然蓝色素,相关研究已经证实该色素合成基因在自然界中的分布具有“令人难以想象”的广泛性,不仅如此,Indigoidine将有望成为新一代“绿色”生物染料。但科学家们从未想象到Indigoidine会与最小霉素的生物合成相偶联。
       该项研究同时破解了最小霉素生物合成中细胞内一种奇妙的自我保护机制:即胞内绝大部分最小霉素单磷酸经去磷酸化酶MinCN作用下生成最小霉素,并被转运蛋白MinT转运到胞外,从而大大缓解胞内最小霉素单磷酸的毒性作用。少量残余的最小霉素单磷酸在尿嘧啶磷酸核糖转移酶MinD催化形成的大量尿苷单磷酸的竞争下,失去了结合靶位点的能力,由此实现了宿主细胞的自我保护。
       该成果是陈文青课题组继多氧霉素、喷司他丁及阿糖腺苷的生物合成研究取得系列突破后,在核苷类药物研究领域取得的又一项系统性、原创性研究成果,为进一步揭示最小霉素和天然蓝色素的生物合成路径提供了全新的思路。
       据悉,陈文青课题组已经与相关企业在“核苷类药物合成生物学改造”方面开展全面战略合作,有望夯实和提升我国相关微生物药物产业化的技术水平和产品的竞争力。
      邓子新团队长期致力于重要微生物药物的代谢工程和合成生物学研究,近年来,团队在微生物药物生物合成及合成生物学研究领域获得多项具有显示度的突破性研究成果,已成为该领域具有国际影响力的生力军。
      论文链接:https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(19)30488-2


     核苷类抗生素以一个杂环核碱基为配基,以糖育键与搪相结合而构成,具有特征性紫外一可见光吸收光谱,绝大多数由链霉菌产生,具有J‘一泛不同的}l L微生 物、抗肿瘤、抗病毒和其他生理生化活性。按照糖廿键n]一进一 步分为习一C糖侍或〔’一〔:糖们两类,《一(’糖片类主'}'r3间 型霉素、间型霉素H、焦土霉素、毗哗霉索.细霉素等N一C 糖普类主要有嗓吟霉素、杀稻瘟菌素5,多't1菌素、杀草菌素 蜘虫草素、海绵腺昔、衣霉素、杀结核}I素等


      陈文青武汉大学教授。2004年获得华中农业大学生命科学技术学院微生物学专业硕士学位;2009年获得上海交通大学生命科学技术学院微生物学专业博士学位;2013-2014年在美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)从事博士后研究。他致力于重要天然生物药物的生物合成与合成生物学研究。近年研究成果以通讯作者发表于Chemical Science、Cell Chemical Biology(2篇)及Metabolic Engineering等著名杂志上,多篇研究论文被遴选为研究亮点并受到专业点评。独立开展研究以来,主持国家自然科学基金面上项目3项,973子课题1项,企业横向合作及其他项目等多项,一项研究成果已获得产业化应用。


       邓子新,中国科学院院士(Member,CAS),第三世界科学院院士(Fellow,TWAS),美国微生物科学院院士(Fellow,AAM)。现担任微生物代谢国家重点实验室主任,中国微生物学会理事长,中国农业生物技术学会副理事长,国际工业微生物遗传学组织专家委员会(GIM-IC)主席。现任美国《ACS Chemical Biology》副主编,《Cell Chemical Biology》、《Applied and Environmental Microbiology》等数十个国内外刊物编委。1982年获华中农业大学学士学位,毕业后留校任助教,1987年获英国University of East Anglia博士学位,在英国John Innes研究中心做博士后一年;1988,1991,1992年先后在华中农业大学始任讲师、副教授、教授;1993年遴选为博导;2000年始任上海交通大学教授,2010年始任武汉大学教授,2004年被评为教育部“长江学者”特聘教授。长期从事微生物代谢的分子生物学研究,主攻放线菌遗传学及抗生素生物合成的化学生物学,打开DNA硫修饰新领域,在国内外学术刊物上发表300余篇研究论文。
       先后获得国家自然科学二等奖(2008)、上海市(2004)和农业部科技进步一等奖(1994)、教育部自然科学一等奖(2015)、二等奖(2007)、“瑞典国王Baudiouin奖”(1997)等。蝉联2005、2006年中国高校十大科技进展和环球科学2007全球十大科学新闻。1990年以来,相继被授予国家级有突出贡献的专家(1991)、霍英东基金会青年教师奖(1991)、首届“中国青年科学家奖”提名奖(1993)、首届国家杰出青年科学基金奖(1994)、“中国青年科技奖”(1994)、上海市十大科技创新英才(2005)、上海市科技领军人物(2006)、上海市劳动模范(2007)、全国五一劳动奖章(2008)、全国先进工作者(2010)、何梁何利奖(2012)、谈家桢生命科学成就奖(2017)等。

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