近日,中國海洋大學(xué)醫(yī)藥學(xué)院李文利課題組在?;D(zhuǎn)移酶分子機制研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,成果以題為“Structural Basis of Specificity for Carboxyl-terminated Acyl Donors in A Bacterial Acyltransferase”(《細(xì)菌?;D(zhuǎn)移酶特異性選擇具有羧基末端?;w的分子基礎(chǔ)》)發(fā)表于J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.0c07331。
?;鶊F(tuán)是許多活性天然產(chǎn)物的藥效基團(tuán),催化?;M裝的轉(zhuǎn)移酶因其寬泛的底物選擇性成為藥物研發(fā)中化合物結(jié)構(gòu)多樣性研究的重要工具酶,但目前對于其底物選擇性的分子機制研究報道較少。二十四元大環(huán)內(nèi)酯類抗生素Macrolactins(MLNs)有多種藥理學(xué)活性,其中帶有丙二酰基修飾和琥珀?;揎椀腗LNs對多種多重耐藥菌具有良好的抑制作用,然而其?;笮揎棛C制尚不清楚。
該研究采用體內(nèi)遺傳學(xué)、體外酶學(xué)、蛋白晶體學(xué)等手段,以海洋芽孢桿菌B-9987為研究對象,首次系統(tǒng)闡明了MLNs?;笮揎棽襟E,發(fā)現(xiàn)β-內(nèi)酰胺酶同源蛋白BmmI能夠特異性選擇帶有羧基末端的酰基供體,并對酰基供體和?;荏w顯示出較寬的底物選擇性。為了探究BmmI的底物選擇分子機制,作者解析了BmmI與琥珀?;矁r連接的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)一個特殊的“氧陰離子穴”類似結(jié)構(gòu)扮演了?;wgatekeeper的角色,通過設(shè)計“粗調(diào)”和“微調(diào)”方案對該“氧陰離子穴”結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理性改造,成功拓寬了BmmI?;w選擇性。該研究還解析了BmmI與MLN A的復(fù)合物蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),揭示了?;荏w的結(jié)合方式,闡明了BmmI催化?;磻?yīng)的分子機制。該研究系統(tǒng)闡釋了?;D(zhuǎn)移酶底物選擇性的分子機制,為酶的理性設(shè)計與改造提供了理論指導(dǎo),也為創(chuàng)新藥物研發(fā)提供了有力工具。(來源:中國海洋大學(xué))