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来自研究机构

从自然中学习:蓝藻的生物合成为医学和农业的应用开辟了新的天然化合物类别

日期:
2022年5月27日
来源:
Technische Universität德累斯顿
简介:
研究人员已经成功地了解了生产天然产物蓝藻的生物合成机制,这是由蓝藻Scytonema hofmanni少量生产的。在这个过程中,他们还发现了一类新的酶,用于构建碳-碳键。因此,(生物)化学家正在大大扩展目前从自然界中已知的生物催化库,并正在医学和农业中开辟新的、可持续的生物技术应用。
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德累斯顿工业大学的Tobias Gulder教授和莱比锡大学的Tanja Gulder教授的研究小组已经成功地了解了天然产物蓝藻的生物合成机制,在自然界中,蓝藻是由Scytonema hofmanni少量生产的。在这个过程中,他们还发现了一类新的酶,用于构建碳-碳键。因此,(生物)化学家正在大大扩展目前从自然界中已知的生物催化库,并正在医学和农业中开辟新的、可持续的生物技术应用。这项合作的结果现已发表在该杂志上《自然-化学生物学》爱博网投领导者

大自然是一位出色的化学家,这一事实可以从它生物合成的所谓天然产物的丰富分子中得到证明。这些天然产物对我们人类也至关重要。它们在我们的日常生活中有许多用途,特别是在医药和农业中作为活性剂。突出的例子是抗生素,如从霉菌中分离出来的青霉素,一种抗癌药物紫杉醇来自太平洋紫杉,以及菊花中发现的除虫菊酯,用来对抗害虫侵扰。了解自然界中这些化合物的生物合成组装对于开发和生产基于这些化合物的药物至关重要。在这种情况下,来自Tobias Gulder教授(德国德累斯顿工业大学)和Tanja Gulder教授(莱比锡大学)的研究人员共同研究了蓝藻的生物合成,蓝藻对光合生物具有剧毒,在自然界中由蓝藻少量产生Scytonema hofmanni。在他们的工作中,(生物)化学家不仅第一次阐明了天然产物的生物合成,而且还发现了一种新的碳-碳键形成的酶转化。

这项工作是通过结合生物信息学、合成生物学、酶学和(生物)化学分析等现代工具而成为可能的。爱博网投领导者研究的重点是蓝藻碳骨架的中心部分是如何产生的。假定的基因首先通过“直接途径克隆”(DiPaC)的方法克隆,然后在模式生物中激活大肠杆菌作为细胞工厂。DiPaC是一种新的合成生物学方法,以前是由德累斯爱博网投领导者顿工业大学技术生物化学教授Tobias Gulder的实验室开发的。Tobias Gulder解释说:“DiPaC使我们能够非常快速有效地将整个天然产物的生物合成途径转移到重组宿主系统中。”下一步,研究小组通过在宿主生物中额外产生所有关键酶,分析了蓝藻生物合成的基本单个步骤大肠杆菌将它们分离出来,然后研究每种酶的功能。在这个过程中,他们发现了一种以前未知的酶,叫做furanolide合成酶。它们能够催化碳-碳键的形成,并遵循一种不同寻常的机制。在进一步的研究中furanolide合成酶,这些酶被证明是有效的在体外生物催化剂,使其在生物技术应用中具有很高的吸引力。

furanolide合成酶莱比锡大学有机化学研究所的Tanja Gulder教授解释说:“我们已经获得了一种酶促工具,它将使我们能够在未来开发更环保的方法来生产生物活性化合物,从而为更可持续的化学做出重大贡献。”接下来,这两个研究小组也想在其他生物中专门寻找这些新的生物催化剂,从而找到这类天然产物的新生物活性成员,并开发生物技术生产和蓝藻结构多样化的方法。两位科学家一致认为:“我们的工作为全面开发一类令人兴奋的用于医药和农业的天然产品铺平了道路。”

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故事来源:

材料所提供的Technische Universität德累斯顿注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Paul M. D 'Agostino, Catharina J. Seel, Ji Xiaoqi, Tanja Gulder, Tobias A. M. Gulder。蓝藻的生物合成,呋喃内酯核心结构组装的范例自然化学生物学爱博网投领导者, 2022;18 (6): 652 doi:10.1038 / s41589 - 022 - 01013 - 7

引用此页

Technische Universität德累斯顿。“向自然学习:蓝藻的生物合成为医学和农业应用开辟了一类新的天然化合物。”《科学日报》。《科学日报》,2022年5月27日。< www.koonmotors.com/releases/2022/05/220527121358.htm >。
Technische Universität德累斯顿。(2022年5月27日)。从自然中学习:蓝藻的生物合成为医学和农业的应用开辟了新的天然化合物类别。《科学日报》。2023年6月15日检索自www.koonmotors.com/releases/2022/05/220527121358.htm
Technische Universität德累斯顿。“向自然学习:蓝藻的生物合成为医学和农业应用开辟了一类新的天然化合物。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2022/05/220527121358.htm(2023年6月15日访问)。

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