新加坡国立大学 (NUS) 的制药科学家已经鉴定并描述了一种独特的多结构域酶，该酶能够催化两种不同类型的反应，这两种反应对于制造药物分子都至关重要。

鉴定出来自细菌的独特多结构域酶

植物、动物和微生物等生物体产生的天然产物控制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品。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独特的分子，而这些分子通常很难被人类复制。发现新的生物合成酶为开发创新药物分子提供了可能性，这些药物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。

在新加坡国立大学药学和制药科学系助理教授 Brandon I. Morinaka 的带领下，研究人员发现了可在单个肽底物上催化两种反应(环化和羟基化)的多结构域酶。

这些细菌生物合成酶可能为药物分子的产生提供新的途径，因为这两种转化都很难通过化学合成实现。

在这些系统中，该酶包含两个不同的结构域：负责催化环化的自由基 SAM 结构域和用于催化羟基化的羟化酶结构域。有趣的是，虽然羟化酶结构域最初根据其与金属蛋白酶的结构相似性被预测为蛋白酶，但研究人员发现它属于一种新型的加氧酶家族，称为 αKG-HExxH。

这项研究由中国复旦大学张琪教授和法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的 Yvain Nicolet 教授合作完成。

该研究结果发表在《自然化学》杂志上。

森中教授表示：“用于肽修饰的多结构域蛋白质与新的加氧酶家族的发现相结合，将为天然产物发现和酶学开辟新的途径。”

这些酶之所以引人注目，是因为它们代表了一种新的蛋白质设计，能够同时在单个蛋白质中用两个不同的结构域修饰肽。虽然以前的酶已被证明可以催化相关的转化，但本研究中的反应是完全独立的反应。

这些发现代表了开发肽药物的新策略，可作为下一代感染和癌症治疗。

“我们总是对大自然进化出的化学反应感到惊讶。这些反应对于人类来说是很难设计或想象的，甚至是不可能的，”森中教授补充道。

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。