结晶方法发现天然产物新机制

　　

生物通报道：来自德国美因兹大学，浙江大学的研究人员首次采用结晶的方法，对聚精液素醛酯酶（Polyneuridine Aldehyde Esterase, PNAE）的三维结构及其在蛇根木(Rauvolfia serpentina) 生物碱阿吗灵(Ajmaline)生物合成途径中的作用机制作深入研究。

这一研究成果公布在德国《Angewandte Chemie-International Edition》杂志上，这一杂志由德国化学会和John Wiley & Sons, Inc.联合出版发行，报道化学学科原创性研究成果，是国际化学类最有影响力的刊物之一，2007年影响因子 10.031，2008年影响因子10.879；在中国科学院SCI学术期刊分区属化学类第一区(top journals)。

文章的通讯作者是Joachim Stockigt博士，其1968年获得德国Kiel大学博士学位，之后任教于Münster, Bochum, München等大学。1990年晋升为C4教授（德国最高级别之终身教授）并转任美因兹大学，现任该大学药学院生物制药学系主任、莱茵兰－普法尔莰州药学会主席。2005年受聘为浙江大学药学院光彪讲座教授。

这篇题为“Structural Basis and Enzymatic Mechanism of the Biosynthesis of C9- from C10-Monoterpenoid Indole Alkaloids”的研究论文对聚精液素醛酯酶（Polyneuridine Aldehyde Esterase, PNAE）的三维结构及其在蛇根木(Rauvolfia serpentina) 生物碱阿吗灵(Ajmaline)生物合成途径中的作用机制作深入研究。

这一研究首次采用结晶的方法，X射线衍射解析了野生型PNAE及低活性突变体PNAE His244Ala的三维结构，并采用晶体在底物溶液中浸泡的方法获得了酶与反应产物的复合物结构，基因序列及三维结构的解析首次明确地将PNAE归属为折叠水解酶家族，同时三维结构的成功解析清晰的阐明了C10 到C9 结构骨架的转变机制。PNAE是一底物特异性极高的酶，三维结构的解析使得合理改变酶结构从而降低底物特异性成为可能，将有利于获得众多与阿吗灵结构相似的生物碱用于活性筛选。

（生物通：万纹）

附：

Joachim Stockigt，德国美因兹大学教授，药物化学系主任。

J. Stoeckigt教授于1968年获得德国Kiel大学博士学位，之后任教于Münster, Bochum, München等大学。1977-1978年分别在美国德州A & M大学、普渡大学药学院担任高级访问学者。1988年获得欧洲植物化学会最高荣誉Tate and Lyle奖。1990年晋升为C4教授（德国最高级别之终身教授）并转任美因兹大学，现任该大学药学院生物制药学系主任、莱茵兰－普法尔莰州药学会主席。同时为Natural Products Research （SCI收录期刊）副主编；Phytochemical Analysis （SCI收录期刊）编委。

J. Stoeckigt教授研究组的主要研究方向为：（1）植物细胞培养天然产物研究-生产、分离与结构鉴定；（2）利用先进仪器HPLC、HPLC-NMR、CE-MS对天然产物进行建档；（3）以国际先进技术（高场NMR、Cryo-NMR）体外监测植物培养细胞的生物转化与生物合成；（4）吲哚生物碱生物合成与糖基化所得新酶的检测、分离、纯化、测序与性质研究；（5）与天然产物生物合成（配糖体、生物碱、纤维素）有关的新植物基因在大肠杆菌、酵母、昆虫细胞上的检测与功能表达；（6）以建模、诱发突变、过表达、X-ray分析等手段进行酶工程与酶机制研究。

J. Stoeckigt教授于2005年受聘为浙江大学药学院光彪讲座教授。聘期在浙大药学院的主要工作任务为：联合培养研究生、指导并合作申请中国或欧洲发明专利、建立中德联合实验室、协助并合作发表高水平的SCI论文等工作。2005年受聘至今已与本院相关研究组合作数篇SCI论文，已经发表或印刷中的包括：“The Structure of Rauvolfia serpentina Strictosidine Synthase Is a Novel Six-Bladed β–Propeller Fold in Plant Proteins ”一文发表在The Plant Cell(IF=11.3，2006年第四期) ；“Design, synthesis, and SAR analysis of cytotoxic sinapyl alcohol derivatives”一文年发表在Bioorganic & Medicinal Chemistry（IF=2.02，2006年第一期）；“Synthesis and Antioxidant Properties Evaluation of Novel Silybin Analogue”被接受发表在Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistr（IF=1.42）；“Heterologous expression, purification, crystallization and preliminary X-ray analysis of raucaffricine glucosidase,a plant enzyme specifically involved in Rauvolfia alkaloid biosynthesis”被接受发表在Acta Crystallographica.