近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所微生物智能設(shè)計(jì)與合成創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與國(guó)外研究機(jī)構(gòu)合作，綜合運(yùn)用多種質(zhì)譜檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)搭建了結(jié)構(gòu)導(dǎo)向的微生物多肽天然產(chǎn)物挖掘平臺(tái)，并發(fā)現(xiàn)一類結(jié)構(gòu)新穎的殺蟲(chóng)環(huán)肽抗生素。相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS）》。
該研究綜合多種質(zhì)譜的技術(shù)特點(diǎn)，根據(jù)多肽天然產(chǎn)物的質(zhì)譜特征判斷其結(jié)構(gòu)新穎性，創(chuàng)建了以結(jié)構(gòu)為導(dǎo)向的多肽抗生素挖掘平臺(tái)，解決了傳統(tǒng)方法重復(fù)發(fā)現(xiàn)率高、結(jié)構(gòu)新穎性不足等瓶頸問(wèn)題。據(jù)估算，該平臺(tái)判斷新結(jié)構(gòu)多肽的準(zhǔn)確率可達(dá)90%以上。
研究人員又以1748株土壤真菌為研究對(duì)象，利用該平臺(tái)發(fā)現(xiàn)一類具有木糖酸結(jié)構(gòu)單元的真菌環(huán)肽新家族。通過(guò)系統(tǒng)研究木糖酸肽的生物合成機(jī)制，揭示了微生物糖代謝和非核糖體肽骨架合成之間的交融配合。在此基礎(chǔ)上，又精準(zhǔn)地從另外3株真菌中挖掘出11個(gè)木糖酸肽結(jié)構(gòu)類似物，豐富了該環(huán)肽新家族的結(jié)構(gòu)多樣性。進(jìn)一步研究表明，兩種木糖酸肽具有良好的抗瘧原蟲(chóng)活性，為新型抗蟲(chóng)藥物的創(chuàng)制提供了先導(dǎo)化合物。除木糖酸肽外，研究人員還發(fā)現(xiàn)了其它9類結(jié)構(gòu)新穎的抗菌、殺蟲(chóng)多肽天然產(chǎn)物，顯示了該平臺(tái)在挖掘新型多肽抗生素方面的巨大潛力。
該研究結(jié)果突破了傳統(tǒng)抗生素篩選方法長(zhǎng)期以來(lái)面臨的瓶頸，為發(fā)現(xiàn)新結(jié)構(gòu)多肽天然產(chǎn)物搭建了新平臺(tái)，有望推動(dòng)新型抗生素創(chuàng)制。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。（通訊員 崔艷）
原文鏈接：https://www.pnas.org/doi/epdf/10.1073/pnas.2123379119
