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解开化学途径,合成自然界中发现的化学物质

<p>蛋白质Lsd19的带状图,催化天然抗生素拉沙里菌素的形成图片作者:Kinya Hotta一项新的研究可以让科学家合成目前仅在自然界中发现的许多重要化学物质研究显示科学家如何使用强大的X射线来帮助破译拉沙里菌素结构中的五个碳原子和一个氧原子可通过能量上不利的化学反应连接成六元环在美国能源部(DOE)SLAC国家加速器实验室工作的研究人员使用强大的X射线来帮助破译某些天然抗生素如何违反长期存在的化学规则 - 这种机制几十年来一直困扰着有机化学家他们的结果,在“自然”杂志上报道,详细描述了拉沙里菌素结构中的五个碳原子和一个氧原子,一种由细菌产生的天然抗生素</p><p>土壤,可通过能量不利的化学反应Unloc连接成六元环国王这种化学途径可以使科学家合成目前仅在自然界中发现的许多重要化学物质“我们的研究具有广泛的意义,因为六元环是自然界产生的数百种药物分子中常见的结构特征,”该研究的主要负责人说</p><p>调查员,新加坡国立大学的Chu-Young Kim“我们实际上已经分析了生产类似药物的其他六种生物的基因,我们现在确信我们发现的化学机制也适用于这些其他生物体”根据“ Baldwin的“环闭合规则”,它控制着这些环形成的方式,这种化合物应该包含一个五元环而不是观察到的六元环</p><p>分子之谜的解决方案在很大程度上取决于对独特蛋白质的更深入理解Lsd19,能够形成拉沙里菌素环的催化剂为了确定蛋白质的原子结构,研究rchers用来自SLAC斯坦福同步辐射光源的X射线撞击了Lsd19的冷冻晶体,并观察了晶体如何通过X射线衍射穿过“你需要晶体结构的原子级细节才能理解究竟发生了什么,”共同作者说SLAC的科学家Irimpan Mathews这个图表说明了蛋白质Lsd19催化天然抗生素拉沙里菌素从其前体形成的两步过程,一种名为bisepoxy-prelasalocid的化学物质A Lsd19A首先能够形成五元环然后Lsd19B推动反应又一个意外的步骤形成六元环(一个在底部反应中以红色突出显示)图片来自Kinya Hotta“这些错误教会了我们一个有价值的化学课,”金说“有了新的认识大自然如何合成六元环,化学家可能能够开发出新的方法,使我们能够轻松地生产这些药物</p><p>化学实验室或者,蛋白质工程师也许可以利用我们的结果来开发一种生物工厂,使用发酵方法大规模生产这些药物</p><p>任何一种方法都可以为公众提供更有效和更实惠的药物“Kim的团队已经转移到他们的下一个挑战:调查自然如何合成抗癌药物棘霉素同时,“我们所产生的知识将帮助学术界和工业界的研究人员开发生物重要聚醚药物生产的新方法,”他说,“我们不是在谈论遥远的未来“其他作者包括新加坡国立大学的Kinya Hotta,Xi Li,Hao Li和Kunchithapadam Swaminathan,牛津大学的Robert S Paton,北海道大学的Atsushi Minami和Hideaki Oikawa,静冈大学的Kenji Watanabe和Kendall加利福尼亚大学洛杉矶分校的N Houk研究得到了皇家康米的支持1851年展览和富布赖特 - 阿斯利康研究奖学金,日本科学促进会,国立卫生研究院,日本教育,文化,体育,科学和技术部以及新加坡国立大学生活科学研究所青年研究员奖斯坦福同步辐射光源得到美国能源部科学办公室的支持,其结构分子生物学计划也得到美国国立卫生研究院的支持 资料来源:SLAC国家加速器实验室图片:

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