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用新的渔网捕捞自然产物

2019-08-19 25放线菌天然药物

大自然蕴藏着丰富的物质,可以帮助对抗人类疾病。就在今年,诺贝尔生理学或医学奖授予了基于这些“天然产物”的抗寄生虫和疟疾药物的研发。但是发现这些分子和发现新的化学特性是一项缓慢而艰苦的工作。本周在ACS中央科学杂志上,研究人员报告了一种新方法,可以大大加快这一过程。

用新的渔网捕捞自然产物

研究背景

目前探测新分子的方法很像在浩瀚的海洋中钓鱼。而一旦一种化合物被捕获,要弄清它是什么样子的,以及理想情况下,它是如何形成的,还有很多工作要做。由于细菌和其他有机体利用蛋白质为基础的装配线制造天然产物,为它们编码的基因在基因组中聚集在一起,使它们更容易识别。

因此,Neil Kelleher, William Metcalf和他的同事推测,如果他们评估各种天然产物的数量,并将其与这些装配线的数量进行比较,他们就可以同时确定哪些基因产生了哪些天然产物。

用新的渔网捕捞自然产物

研究内容

为了证明这种新方法,研究人员对放线菌科178种不同菌株的基因组进行了测序,同时用质谱法测定了每种菌株所产生的天然产物的数量。当在不同种类的细菌中,经常同时发现一种天然产物和装配线上涉及的基因簇时,他们对这种共现现象进行了评分,并推断它们是一起出现的。

这项技术使研究小组能够识别一种新的天然产物,他们称之为坦布霉素,以及它的细胞机制。有趣的是,坦布霉素含有一种以前不为人知的氨基酸,他们称之为坦布洛林。研究小组发现,坦布霉素可以在不影响健康细胞的情况下,减缓两种白血病的生长。

用新的渔网捕捞自然产物

改进

作者指出,他们的方法会随着菌株数量的增加而改进,并将使获取数千种新的先导化合物的途径标准化,从而使天然分子在药物研发过程中重新焕发活力。

引用

American Chemical Society. "Gone fishin' for natural products, with a new dragnet." ScienceDaily. ScienceDaily, 20 January 2016.
www.sciencedaily.com/releases/2016/01/160120091708.htm.

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