咨询电话:021-58952328
Science | 冷冻电镜条件下聚酮合酶的动态装配线机制解析2021-11-23
摘要
在生物合成过程中,聚酮合酶以装配线模式程序化地将乙酸或丙二酸等小分子化合物组装成化学结构多样的聚酮产物,随后经过甲基化、糖基化等多种结构修饰过程生成最终的活性物质。2021年11月5日斯坦福大学Chaitan Khosla课题组等和德克萨斯大学Chu-Young Kim课题组等分别在Science杂志发表题为‘Mapping the catalytic conformations of an assembly-line polyketide synthase module’和‘Modular polyketide synthase contains two reaction chambers that operate asynchronously’的研究论文,通过冷冻电镜手段阐明聚酮合酶的动态装配线机制。​

同时,该期刊发表观点文章‘Big molecules build small’: Actinomycete bacteria are prolific producers of bioactive small molecules such as polyketide antibiotics. These molecules are built by the addition of short carbon units to a growing, protein-tethered chain, either iteratively as in fatty acid synthesis or in a modular fashion by a hand-off from one distinct enzyme complex to the next. Bagde et al. and Cogan et al. report structures of polyketide synthase modules in action, taking advantage of antibody stabilization of one of the domains. Both groups visualized multiple conformational states and an asymmetric arrangement of domains, providing insight into how these molecular assembly machines transfer substrates from one active site to another. —MAF

内容
斯坦福大学Chaitan Khosla课题组等通过冷冻电镜揭示抗生素红霉素生物合成的6-脱氧赤藓糖醇内酯B合酶(6-deoxyerythronolide B synthase , DEBS)动态装配线机制,阐明关键的结构域之间的连接方式并发现模块的不对称性。此外揭示聚酮合酶装配线对活动位点进行瞬态门控的旋转门机制,旋转门检票口的手臂有两项工作,首先其作为守门人阻止其他分子进入,其次酶变化为不对称构象并利用弯曲状态手臂中的能量,之后手臂回复到正常状态释放储存的能量并协助将中间体转移至装配线的下一阶段,本文研究丰富对聚酮合酶装配线相关认识。

Science 374, 729–734 (2021)
 

Science 374, 729–734 (2021)
 

Science 374, 729–734 (2021)

 

德克萨斯大学Chu-Young Kim课题组等通过冷冻电镜揭示抗生素Lasalocid A生物合成聚酮合酶Lsd14采取不对称构象进行转酰基和缩合过程,Lsd14包含两个反应室,但 Lsd14中只有一个反应室具有完整的催化结构域,表明在任何时间内只有一个反应室产生聚酮化合物产物。该模型中(DD-KS-LD-AT)2是静态的,而(DE-KR-ACP)2以DE为支点通过摆动在两个反应室之间穿梭,促使两个反应室非同时使用。作者推测第I室进行延伸单元的酰基转移、聚酮链延伸和β-酮基还原,而第II室随着来自上游聚酮链延伸发生酰基转移。接下来,(DE-KR-ACP)2向另一侧摆动并进行与刚刚在第I室完成的相同反应,本文研究为未来重新编程聚酮合酶装配线进行药物研发奠定基础。

 

Science 374, 723–729 (2021)

Science 374, 723–729 (2021)

 

Science 374, 723–729 (2021)
 

Science 374, 723–729 (2021)

最新产品
园区介绍