中國科研團隊在酶催化研究領域取得新突破
【新華社北京十月三日電】(記者胡喆、顧天成)記者從中國科學院獲悉,中國科學院微生物研究所陳義華團隊、李德峰團隊聯合廈門大學王斌舉團隊,發現一種金屬異構酶具有催化己糖氧化裂解的新功能,揭示了微生物利用「一酶雙功能」實現代謝平衡的精妙策略。該研究成果近日發表于國際學術期刊《自然-催化》。
糖類是生命活動的重要能量和結構基礎,其中己糖的碳-碳鍵斷裂是其進入代謝的關鍵步驟。在次級代謝過程中,科研人員此前對己糖裂解反應機制知之甚少。
研究團隊以具有顯著抗菌活性的天然產物「環烯酸菌素」為對象,解析了其中關鍵酶Art22的結構與功能。該酶具有典型的TIM桶狀結構,不僅能催化己酮糖異構化,還可借助金屬離子活化氧氣,將己糖氧化裂解為短鏈化合物並釋放二氧化碳。
尤為重要的是,Art22能在同一活性中心依次完成異構化與氧化裂解兩步反應,在菌體內同時承擔「合成」與「降解」雙重角色:既促進抗菌分子的生成抑制競爭細菌,又使胞內微量毒性產物及時失活保護自己,維持著精妙的平衡。
科研人員表示,該研究首次闡明了一種全新的糖類氧化裂解機制,拓展了金屬酶催化反應類型的認知,為微生物代謝調控機制提供了新見解,也為天然產物藥物研發和酶工程應用提供了理論依據。◇