生物合成秘密真菌如何制造生物活性化合物

犹他州立大学的生物工程师已成功解码和重新编程生物合成机器，生产真菌中的各种天然化合物。真菌和细菌产生一系列具有抗癌，抗微生物，除草，杀虫和抗胆固醇特性的生物活性天然产品。

这些有用的分子，被称为非核糖体肽，是由组装一组不同的天然产物，包括青霉素(抗菌)的一组酶称为非核糖体肽合成酶(NRPSs)，白僵菌素(抗癌)和万古霉素(抗菌)形成。虽然细菌NRPS已被充分了解，但这些过程的真菌版本现在才被曝光。

USU生物工程教授Jixun Zhan博士研究了细菌和真菌中天然产物的催化合成。他和他的团队在工程微生物中复制了许多生物活性化合物。最近，该团队生物合成了最初由真菌球孢白僵菌(Beauveria bassiana)产生的白僵菌素和巴西内酯 -天然化合物，这些化合物已知具有多种有益效果。

该研究小组于5月23日在Nature Communications上发表的研究结果首次描述了细菌和真菌迭代NRPS机制之间的差异。Zhan说，对NPRS过程的更清晰的理解可能会导致合成用于药物发现的现有和新化合物的进展。

“我们在这项研究中的目标是了解真菌迭代NRPS如何精确和重复地使用它们的催化单元来制造这些不同的化合物，”詹说。“我们专门研究组装白僵菌素和bassianolide的合成酶，并试图了解它们是如何组装的，以及NRPS如何编程以控制分子长度和其他因素。”

NRPS是模块化酶，含有一系列称为结构域的小催化单元。Zhan的团队研究了来自B. bassiana的两种真菌NRPS，它们负责合成这两种化合物。

研究人员成功地将大酶切割成功能性片段并重建其在面包酵母中的活性。通过酶解，结构域交换，定点诱变和体外酶促反应的组合，该团队已经揭示了真菌NRPS的链延伸和长度控制策略。

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