Nature子刊：一种独特的多结构域酶

　　

新加坡国立大学（NUS）的制药科学家发现并描述了一种独特的多结构域酶，它能够催化两种不同类型的反应，这两种反应对制造药物分子都至关重要。

由植物、动物和微生物等生物产生的天然产物支配着各种生存和防御目的。然而，这些化合物可以重新用作药物和药物。许多著名的药物，包括布洛芬和青霉素，都是从这些天然产物中提取的。负责生产天然产物的生物合成酶会产生人类难以复制的独特分子。发现新的生物合成酶开启了开发创新药物分子的可能性，这些分子可以为治疗危及生命的感染和癌症提供新的治疗方法。

在新加坡国立大学理学院药剂学和制药科学系助理教授Brandon I. Morinaka的带领下，研究人员已经确定了在单个肽底物上催化两种反应（环化和羟基化）的多域酶。这些细菌生物合成酶可能为制造药物分子提供新的途径，因为这两种转化都难以通过化学合成来实现。

在这些系统中，酶包含两个不同的结构域：负责催化环化的自由基SAM结构域和催化羟基化的羟化酶结构域。有趣的是，虽然羟基化酶结构域最初被预测为一种蛋白酶，基于其与金属蛋白酶的结构相似性，研究人员发现它属于一种新型的加氧酶家族，称为αKG-HExxH。这项研究是与中国复旦大学张琦教授和法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学Yvain Nicolet教授合作进行的。

研究结果发表在《Nature Chemistry》杂志上。

Morinaka 助理教授说：“多肽修饰的多结构域蛋白和新加氧酶家族的发现将为天然产物的发现和酶学开辟新的途径。”

这些酶是值得注意的，因为它们代表了一种新的蛋白质设计，能够在单个蛋白质中同时修饰具有两个不同结构域的肽。虽然以前的酶已被证明可以催化相互关联的转化，但本研究中的反应是单独的反应。这些发现代表了一种制造肽药物的新策略，这种药物可以作为下一代感染和癌症的治疗方法。新加坡国立大学理学院药学与药物科学系助理教授Brandon I. Morinaka说：“我们总是对大自然进化出的化学反应感到惊讶。对于人类来说，这些反应即使不是不可能，也很难设计或想象。”

展望未来，研究人员的目标是探索酶产品的潜在治疗应用，研究酶如何催化如此复杂的反应序列，并设计系统以获得更广泛的新产品。