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杜艺岭研究员发现催化天然产物分子中氮—氮键形成的酶家族

        天然产物分子及其衍生化合物长期以来是临床药物的重要来源。动植物和微生物等作为自然界的“合成化学家”,能够利用生物催化剂——酶来催化合成那些目前通过有机化学反应不能合成、或者需要苛刻反应条件才能得到的具有复杂化学结构和重要生物学活性的分子。因此,对这些天然产物分子合成途径的挖掘及生物合成酶催化机制的解析,将为理性的生物合成途径设计与酶催化活性改造奠定基础。由此基础上采用现代合成生物学技术手段构建的天然产物衍生物库也将是药物发现的重要来源。
        在众多天然产物家族中,化学结构中含有氮—氮(N-N)键基团的分子总类超过200种,它们结构多样,活性特异,是重要的先导药物分子。虽然距这类分子的发现已超过半个世纪,自然界中N-N键的形成机制依然未知,也是目前国际相关领域的研究热点。浙江大学杜艺岭研究员在加拿大英属哥伦比亚大学期间破解天然产物中独特oxazolinone化学骨架(Nature Chemical Biology, 2016, 12(3):194-199.见http://www.nature.com/nchembio/journal/v12/n3/full/nchembio.2009.html; PNAS, 2015, 112(9):2717-2722.见http://www.pnas.org/content/112/9/2717.short)的形成机制后,又发现了一类催化N-N键形成的生物合成酶家族。该酶家族广泛存在于自然界中,以血红蛋白为辅因子,负责天然产物重要结构单元Piperazic acid(Piz)中N-N键的合成。研究人员破解了一个天然产物生物合成领域长期以来的一个未解之谜,为靶向挖掘含有Piz结构单元的天然产物分子提供了一个基因标记,也为后期其他天然产物分子中N-N键形成机制的研究提供了一定的启示。相关研究成果的论文“A heme-dependent enzyme forms the nitrogen-nitrogen bond in piperazate”于2017年6月发表在《自然—化学生物学》(Nature Chemical Biology)杂志(http://www.nature.com/nchembio/journal/vaop/ncurrent/full/nchembio.2411.html)。

发布日期:2017-12-19 浏览: 684