Frb系列膦酸酯合成酶及咔啉骨架合成酶McbB的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究.pdf

1、FR900098是一種天然的膦胺霉素類抗生素。在許多致病菌體內(nèi)，如惡性瘧疾原蟲，存在一條類異戊二烯合成的非甲羥戊酸代謝途徑，又稱為4-二磷酸胞苷-2-C-甲基-D-赤蘚糖（MEP）途徑，但在哺乳動物包括人體內(nèi)則不存在該途徑。而FR900098可以有效的抑制MEP途徑中DXR酶的活性，卻又不會影響人類類異戊二烯的合成，因此FR900098可以作為一種有效的新型抗瘧疾藥物。目前，對于FR900098在微生物內(nèi)生物合成途徑了解較少。為了揭示F

2、R900098合成途徑中合成酶的催化機制，本文對FR900098合成酶FrbB、FrbD進行蛋白質(zhì)結(jié)晶，并試圖利用X-ray單晶衍射的方法解析FrbB、FrbD蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，為揭示FrbB、FrbD的催化機制及FR900098的生物合成途徑提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
　　FR33289是一種FR900098的衍生物，是潛在的抗瘧疾藥物。序列分析顯示，F(xiàn)rbJ屬于亞鐵離子/α-酮戊二酸依賴雙加氧酶，以FR900098為底物合成FR33289，還可

3、催化膦胺霉素、甲基化膦胺霉素、甲基化FR900098，催化產(chǎn)物，可用來合成潛在的抗瘧疾藥物。本文通過對FrbJ酶進行蛋白質(zhì)結(jié)晶及晶體結(jié)構(gòu)學(xué)方法分析，利用單波長反常衍射法成功解析FrbJ蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)分析顯示FrbJ與二價鐵離子/α-酮戊二酸依賴雙加氧酶家族酶在整體結(jié)構(gòu)上相似，但FrbJ擁有一個不尋常的蓋子結(jié)構(gòu)。為了進一步研究蓋子結(jié)構(gòu)的所具有的重要作用，利用分子動力學(xué)模擬的方法對FrbJ酶蓋子結(jié)構(gòu)進行分析研究。結(jié)果顯示蓋子結(jié)構(gòu)是高度靈活

4、的，與FrbJ對不同長度的底物廣譜性的特點相符合。通過通道預(yù)測，在FrbJ活性中心的背面發(fā)現(xiàn)一條通道，可能在底物缺失的情況下，作為單獨的通道負(fù)責(zé)α-酮戊二酸和輔因子的轉(zhuǎn)運。對于 FrbJ結(jié)構(gòu)分析，將有利于揭示FrbJ酶與其底物的特殊識別方式及獨特催化機制。
　　β-咔啉生物堿是一種自然界中廣泛分布且具有重要生理活性的化合物。研究發(fā)現(xiàn)其具有重要的藥理學(xué)價值，如抗病毒、抗過敏、抗炎等，也可抑制惡性瘧原蟲。McbB酶可以催化L-色氨酸和