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孙宇辉教授课题组成功破解庆大霉素生物合成的关键中枢

来源:admin  浏览量:  更新时间:2014-05-24 16:32:12

日前,国际著名杂志《Cell》系列刊物《Chemistry & Biology》正式发表于武汉大学药学院孙宇辉教授课题组近期在庆大霉素生物合成途径研究方面的重要进展,首次破解了传统抗生素药物庆大霉素在细胞生物合成中的一个关键中枢。

庆大霉素(gentamicin)是一种重要的氨基糖苷类抗生素,由于其在治疗细菌感染方面所表现出的良好疗效而在临床上得到长期广泛的应用。特别是近几年来所展示的在肿瘤治疗方面的应用潜力使得这一传统药物开始焕发出新的活力并重新成为抗生素领域的研究热点之一。然而,这一为人类健康做出杰出贡献的临床药物自上世纪六十年代发现并应用以来,其生物合成机制的机理一直是个未解之谜。

孙宇辉教授课题组与英国剑桥大学生物化学系Peter Leadlay教授合作,综合利用分子遗传学和生物化学等研究手段,首次证实了庆大霉素生物合成途径的代谢中间产物庆大霉素X2是引发庆大霉素多组分合成的一个关键中枢,X2C-6’位经Radical SAM依赖型甲基转移酶GenK甲基化形成G418,使代谢支路之一导向形成庆大霉素C2C2aC1;同时,X2C-6’位又可由黄素依赖型脱氢酶GenQ催化,通过氧化脱氢反应产生6’-DOX,最终导向形成庆大霉素C1aC2b。该发现为在分子水平上全面揭示了庆大霉素的生物合成机制,并利用组合生物合成和合成生物学方法和技术开展氨基糖苷类抗生素高效定向优化和创新提供了理论依据。