起源：DeepTech深科技多年来，复旦年夜学化学系张琪博士跟地点团队临时努力于自然产品相干的酶学机制研讨跟新催化元件的发明跟表征。起源：DeepTech深科技多年来，复旦年夜学化学系张琪博士跟地点团队临时努力于自然产品相干的酶学机制
此中，腺苷甲硫氨酸（SAM，S-Adenosylmethionine）自在基酶家属是现在已知的最年夜酶家属，他们试验室在这一范畴积聚了丰盛教训。在研讨中，他们发明了一类十分特别的酶：其 N 端为典范的 SAM 自在基酶构造域，而 C 端包括了 HExxH 序列。平日，这一序列特点提醒 C 端应为含 Zn 的水解酶。但是，他们在重复试验之后并未发明其具有预期的水解活性，反而检测到一种非典范的氧化功效。经由深刻研讨，他们确认这类酶并非 Zn 离子依附的水解酶，而是一种依附α-酮戊二酸（aKG）的含铁氧化酶，提醒了酶催化范畴的全新范式。为了进一步剖析其氧化产品跟催化机制，他们联袂新加坡国破年夜学的配合者，剖析了其氧化产品的分子构造。别的，得益于法国格勒诺布尔-阿尔卑斯年夜学的配合者的支撑，他们胜利剖析了该酶的晶体构造。这一研讨提醒了α-酮戊二酸依附的非血红素铁酶的一个全新分支，为酶的基因组发掘跟分解生物学利用开拓了新偏向。
（起源：Nature Chemistry）对相干论文，三位审稿人都对他们的任务赐与了高度评估，以为他们的研讨明显推进了对 Fe2?开元游戏大厅官网/αKG 依附性氧化酶的懂得，拓展了人们对这一主要酶家属的常识广度，并提醒了其功效多样性的全新层面。在最初的研讨中，张琪及其博士研讨生马溯泽经由过程生物信息学剖析，发明了这一全新范例的酶，其未知的功效跟机制都让他们十分感兴致。在随后的研讨进程中，对酶的功效表征，试验一度堕入窘境，良多次实验均未能实现预期活性。这些波折令人泄气，但在保持与重复探索中，他们终极胜利取得了该酶的体外活性。日前，相干论文以《融会基团 SAM 跟αKG-HExxH 构造域卵白存在奇特的构造折叠，并催化环肽的构成跟β-羟基化》（Fused radical SAM and αKG-HExxH domain proteins contain a distinct structural fold and catalyse cyclophane formation and β-hydroxylation）为题发在 Nature Chemistry[1]。法国格勒诺布尔-阿尔卑斯年夜学伊凡·尼科莱（Yvain Nicolet）教学、张琪以及新加坡国破年夜学布兰登·I·森永（Brandon I. Morinaka）教学担负独特通信作者 [1]。
图｜相干论文（起源：Nature Chemistry）瞻望将来，他们以为这一结果在多个范畴具有普遍的利用潜力。该发明不只推进了对核糖体肽自然产品生物分解的意识，新发明的 Fe/aKG 酶的氧化功效也在分解生物学、生物催化等偏向上供给了翻新的可能。经由过程后续优化跟功效拓展，他们猜测这类酶或将实现对庞杂多肽分子手性氧化跟精准反映做出奉献，为自然产品的化学/酶分解及相干的生物催化开展供给支撑。基于这一研讨的后期结果，他们的后续打算已逐渐开展，尤其是缭绕多少沙巴体育网站类新型Fe/αKG?酶开展了深刻摸索。他们近来的研讨提醒了多少种存在特别构造跟功效的核糖体肽自然产品，而这些新型的 Fe/αKG 酶恰是此中的中心催化因子。这些酶不只展示出新鲜的化学反映，进一步扩大了他们对 Fe/αKG 酶类多样性跟功效的懂得，还促使他们发明了多类全新的核糖体肽自然产品。将来，他们将对这些核糖体新化合物的生物功效停止摸索。同时，他们也将在肽类自然产品生物分解战略上一直优化，将这些新酶的奇特催化功效融入更高效的分解道路中，以期实现对庞杂自然产品的分解跟功效定制。估计这项后续研讨将为分解生物学跟自然产品开辟开拓新的视线，进一步推进该范畴的开展。与此同时，张琪以为 AI 技巧无疑将成为自然产品化学跟酶学范畴将来研讨的主要东西。现在已知的自然产品仅仅是天然界丰盛资本的冰山一角，而 AI 在自然产品的发掘跟表征方面的潜伏利用令人奋发。比方，AI 技巧在生物分解基因簇的辨认、自然产品构造的疾速表征（比方基于高辨别率质谱的数据处置），以及代谢组跟转录组数据的庞杂剖析上，都能极年夜进步研讨效力跟正确性。在酶学研讨中，AI 的利用远景更为辽阔。比年来，以 AlphaFold 为代表的 AI 技巧曾经彻底转变了生物化学家的研讨形式，为酶学跟构造生物学的研讨带来了史无前例的冲破。瞻望将来，AI 不只将在发掘酶功效元件、定向退化中施展要害感化，还将助力迷信家重新计划新型酶，实现对酶活性、抉择性跟稳固性的准确调控，为生物催化范畴的翻新带来无穷可能。参考材料：1.Morishita, Y., Ma, S., De La Mora, E.et al. Fused radical SAM and αKG-HExxH domain proteins contain a distinct structural fold and catalyse cyclophane formation and β-hydroxylation. Nat. Chem. 16, 1882–1893 (2024). https://doi.org/10.1038/s4皇冠赌场官方网站1557-024-01596-9经营/排版：何晨龙
