霉菌和植物在生物堿生物合成中具有相似的方式
真菌煙曲霉(Aspergillus fumigatus)產(chǎn)生一組以前未知的天然產(chǎn)物。關(guān)于植物異喹啉生物堿,這些物質(zhì)被命名為fumisoquins。耶拿(德國)的研究人員在研究真菌基因組時(shí),與他們的美國同事一起發(fā)現(xiàn)了這些新物質(zhì)。異喹啉生物堿家族含有許多藥理活性分子。剛剛在自然化學(xué)生物學(xué)雜志上發(fā)表的這項(xiàng)研究表明,真菌和植物相互獨(dú)立地為這些復(fù)雜分子開發(fā)了生物合成途徑。這些發(fā)現(xiàn)使曲霉菌成為發(fā)現(xiàn)新藥及其生物技術(shù)生產(chǎn)的有趣目標(biāo)。
今天使用的大量藥物來自大自然。大多數(shù)這些分子可以在有或沒有合成修飾的情況下發(fā)現(xiàn)并對人類健康發(fā)揮有益作用,它們來自微生物或植物。因此,在自然界中發(fā)現(xiàn)新的活性化合物并將其用于治療疾病是非常有意義的。
一種眾所周知的植物代謝物是異喹啉生物堿。今天已知超過2500種不同類型,它們主要存在于罌粟和伏?;ㄖ参镏?。著名的例子包括止痛藥嗎啡或咳嗽藥物。
與來自美國的同事一起,耶拿弗里德里希席勒大學(xué)的Dirk Hoffmeister和Axel Brakhage實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),真菌以與植物非常相似的方式合成某些天然產(chǎn)物。他們分析了常見霉菌曲霉的基因組,并發(fā)現(xiàn)了一小部分基因,其功能以前是未知的。將這些遺傳序列與已知數(shù)據(jù)進(jìn)行比較意味著它們可能負(fù)責(zé)新天然產(chǎn)物的合成。
通過操縱基因序列,表征所得代謝物并使用放射性標(biāo)記實(shí)驗(yàn),可以闡明新分子的結(jié)構(gòu)并解開詳細(xì)的生物合成途徑。研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的碳原子連接機(jī)制,這種機(jī)制在真菌中從未見過。整個(gè)fumisoquin生物合成途徑似乎是植物生物合成原理和通常在真菌中發(fā)現(xiàn)的非核糖體肽合成酶的組合。
萊布尼茨天然產(chǎn)物研究和感染生物學(xué)研究所的大學(xué)教授,大學(xué)教授Axel Brakhage解釋說:“真菌和植物在進(jìn)化過程中早期分化。新發(fā)現(xiàn)的fumisoquin合成途徑表明,異喹啉生物堿的生產(chǎn)有一個(gè)平行的發(fā)展。兩組生物體中的化合物。這為組合生物技術(shù)開辟了新的道路,以推進(jìn)對新型活性化合物的研究,從而開發(fā)出急需的新藥。“
弗里德里希席勒大學(xué)藥學(xué)研究所教授Dirk Hoffmeister對共同努力感到高興:“已發(fā)表的研究是大學(xué)與萊布尼茨天然產(chǎn)物研究與感染生物學(xué)研究所緊密合作的一個(gè)很好的例子 - HansKnöll研究所 - 和我們的美國合作伙伴。好的研究不知道任何邊界。“
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