新酶可以帮助抗癌药物开发

我们用来治疗癌症和传染病的许多药物都是或源自天然产品，但很难确切地知道大自然是如何组装它们的。

莱斯大学化学工程师薛高和她的团队沿着大自然的脚步，绘制出了海洋真菌用来产生21R-柑橘素A(一种具有抗癌特性的复杂分子)的全系列酶驱动反应。

根据发表在《美国化学会杂志》上的新研究，在这个过程中，高和她的合作者发现了一种新的酶CtdY，这是已知的唯一一种能够破坏酰胺键的酶。

“CtdY属于细胞色素P450酶大家族，具有多种不同的功能，目前正在研究它们在工业和制药环境中的潜在用途，”高说。“然而，迄今为止记录的P450都不能破坏酰胺键。

“所有蛋白质中都存在酰胺键——它们将氨基酸连接在一起。这是一种基本的、非常稳定的键类型。”

该酶裂解酰胺键的能力可能使其成为创造新药的有用工具。

“CtdY能够做到这一点的事实是非常了不起的，”该研究的主要作者之一、高实验室的博士后研究员QiuyueNie说。“它为制药行业带来了巨大的希望，”她说。

聂秋月(左)和刘帅是该研究的主要共同作者，发表在《美国化学会杂志》上。图片来源：GustavoRaskosky/莱斯大学

这种酶之所以引人注目，不仅因为它可以破坏高度稳定的键，还因为它可以破坏非常复杂的分子结构。

“你想要维持这个结构的其余部分，只想打破这个单一的、难以打破的纽带——这是一个非常具体和困难的任务，”高说。

一旦CtdY破坏了具有环状3D结构的酰胺键，一组其他七种酶就会介入，完成21R-citrinadinA分子的组装。

高说：“一旦打开环，所有其他酶都能够进行氧化并以高度精确的方式安装氧-氢基团。”“这就像CtdY将圣诞树带回家，然后这些其他酶聚集在一起装饰它。”

莱斯大学博士后ShuaiLiu表示，高实验室多年来一直致力于揭示21R-citrinadinA化合物生产的所有步骤，该化合物已被证明可有效对抗大鼠白血病和人类咽喉癌细胞研究员，该研究的主要合著者。

这种新发现的酶是高实验室发现的几种酶之一，它可以发挥独特的催化功能，例如控制手性和促进第尔斯-阿尔德反应。

“这确实是一个完整的故事，”高说。“我们利用基因敲除、异源表达、诱变研究、酶学等方法解决了该化合物生物合成中的几乎每一个步骤。超过20种酶组装并协调产生该分子。我发现酶在这个过程中协同工作是很有趣的。生产这种极其复杂的分子的方法。”