本網(wǎng)訊（生命科學(xué)學(xué)院吳杭）近日，微生物學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊mBio在線發(fā)表了安徽大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院健康科學(xué)與技術(shù)研究所張部昌教授團(tuán)隊(duì)的最新研究成果：“Polyketide starter and extender units serve as regulatory ligands to coordinate the biosynthesis of antibiotics in actinomycetes”。該工作首次揭示放線菌聚酮合成起始和延伸單元作為配體的普遍性調(diào)控機(jī)制。安徽大學(xué)為該文章獨(dú)立第一作者/通訊作者單位，博士生吳攀攀為文章第一作者，張部昌教授和吳杭副教授為共同通訊作者。
聚酮類藥物主要由放線菌次級(jí)代謝產(chǎn)生，在醫(yī)藥與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。作為聚酮類藥物的“明星分子”，紅霉素是由糖多孢紅霉菌進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。該工作采用DNA親和捕獲技術(shù)捕捉到與紅霉素聚酮合成酶基因eryAI啟動(dòng)子有強(qiáng)親和力的調(diào)控因子AcrT，并結(jié)合一系列體內(nèi)外蛋白-DNA/配體互作表征技術(shù)以及代謝組分析等方法，闡明了AcrT直接調(diào)控紅霉素合成的分子機(jī)制，并揭開(kāi)紅霉素合成起始和延伸單元-丙酰-CoA和甲基丙二酰-CoA作為配體的“新角色”：一方面，介導(dǎo)AcrT調(diào)控紅霉素生物合成；另一方面，通過(guò)控制乙酰-CoA代謝流的再分配，協(xié)調(diào)自身胞內(nèi)供應(yīng)與動(dòng)態(tài)平衡（圖1）。進(jìn)而通過(guò)阿維鏈霉菌和天藍(lán)色鏈霉菌中AcrT同源蛋白解析，證實(shí)放線菌聚酮起始和延伸單元普遍發(fā)揮配體功能，以介導(dǎo)抗生素合成的精確調(diào)控。
縱觀放線菌次級(jí)代謝調(diào)控的研究報(bào)道，普遍發(fā)現(xiàn)抗生素及其生物合成中間體可行使配體的調(diào)控功能。該工作在放線菌中首度揭開(kāi)聚酮起始和延伸單元即直接前體，也可作為配體的普適性調(diào)控原理，這拓展了研究人員對(duì)配體介導(dǎo)次級(jí)代謝調(diào)控的認(rèn)知，不僅對(duì)認(rèn)識(shí)聚酮起始和延伸單元的生理功能提供新的視角，而且為這類藥物的定向高產(chǎn)奠定重要理論基礎(chǔ)。
據(jù)悉，該課題組多年來(lái)聚焦微生物次級(jí)代謝調(diào)控這一重要科學(xué)問(wèn)題持續(xù)探索，以通訊作者身份在JCR二區(qū)及以上期刊發(fā)表研究論文15篇，包括近年來(lái)發(fā)表在Metabolic Engineering（2017）、Applied and Environmental Microbiology（2019）、mBio（2021，直接投稿）等領(lǐng)域內(nèi)權(quán)威期刊的多篇學(xué)術(shù)論文。這些工作得到了國(guó)家“973項(xiàng)目”子課題、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
全文鏈接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/mBio.02298-21
