| 5 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 2341 | 回復: 6 | ||||
| 當前只顯示滿足指定條件的回帖,點擊這里查看本話題的所有回帖 | ||||
yylkmb鐵蟲 (正式寫手)
|
[交流]
【交流】基于化學遺傳學的新天然產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn) 已有6人參與
|
|||
|
前一段發(fā)過一個基于基因資源的新天然產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)的帖子,關注的人比較多。所以結(jié)合最近看的文獻再發(fā)一個基于化學遺傳學的策略來研究天然產(chǎn)物(微生物來源)的帖子,希望大家能夠發(fā)表自己的見解積極討論: [img]一.化學遺傳學:[/img] 化學遺傳學的研究歷史雖然只有短短的十多年,但由于其特殊的特點已經(jīng)在很多研究中得到應用。其核心的研究策略包括正向化學遺傳學和反向化學遺傳學。其中正向化學遺傳學是指,以細胞(原核,真核)或者有機體本身為靶標,采用小分子化合物高通量篩選突變體,然后進一步尋找小分子化合物的具體的蛋白,或者基因靶標,進而確定蛋白以及基因的功能;而反向化學遺傳學是指采用已經(jīng)得到的蛋白為靶點,采用高通量篩選的方法找出與之有相互作用的小分子配體,在用這些化合物處理細胞或者有機體觀察其功能,進而確定該蛋白的功能?梢哉f化學遺傳學跟分子遺傳學一樣是遺傳學的一個分支,由于其可控的和可逆的(可以隨時加入或除去化合物,從而啟動或中斷特定的反應)特性,目前已經(jīng)在信號轉(zhuǎn)導,藥物開發(fā),功能基因組學等方向的研究中得到了廣泛的應用。 二.天然產(chǎn)物化學背景介紹: 現(xiàn)代天然產(chǎn)物化學研究已經(jīng)有兩百多年歷史,在其發(fā)展過程中不僅對有機化學,及現(xiàn)代分析技術產(chǎn)生了推動作用,更重要的是為現(xiàn)代藥物治療提供了大量的先導化合物。近年來由于現(xiàn)代分離,檢測技術的引用天然產(chǎn)物化學研究在微量,及結(jié)構(gòu)復雜成分的研究方面取得了一定的成就,但是由于大量出現(xiàn)的重復分離化合物的問題以及在分離上的盲目性等使得其進一步發(fā)展遇到了瓶頸。而最近出現(xiàn)的全基因組測序,以及現(xiàn)代分子生物學方法的引入給天然產(chǎn)物研究注入了新的活力,F(xiàn)在研究的比較火的“基于基因資源的新的天然產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)”(genome mining find natural products)就是一個很好的例子,但是其主流的研究方法是采用分子生物學的方法如:次生代謝產(chǎn)物基因簇的異源表達,插入強啟動子活化沉默基因簇,以及通過表達特異性的調(diào)控因子等方法(這方面可以參考我之前寫過的一篇博文“基于基因資源的天然產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)”)。這些方法對于傳統(tǒng)的天然產(chǎn)物化學研究的人來說往往難以開展,因此有必要開發(fā)更多的方法。 三.小分子誘導的天然產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn): 在長期的微生物天然產(chǎn)物的研究中發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)條件的改變往往能夠改變微生物的生長狀況以及次生代謝情況。早在上世紀90年代就有人就提出了“一個物種多個化合物”的學說,即是指同一個細菌或者是真菌在不同的培養(yǎng)條件下會得到不同的化合物,最近隨著各種微生物的全基因組測序,發(fā)現(xiàn)在這些微生物的基因組中存在著大量的跟次生代謝有關的基因簇,遠遠超過從這些微生物中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的化合物,因此將這些對應基因稱為“cryptic gene cluster”對應的天然產(chǎn)物稱為“隱形天然產(chǎn)物”,這就給“一個物種多個化合物”的學說提供了一個很好的證據(jù),在一般情況下這些“隱形生物合成基因簇”是沉默的,只有在某些特殊的條件下他才會被活化并表達出相應的天然產(chǎn)物。在長期的研究過程中發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)過程中加入某些特殊的小分子化合物往往能夠激發(fā)這些沉默的天然產(chǎn)物。常見的化合物主要有:1.DNA甲基化酶,組蛋白去乙酰化酶抑制劑。2.多糖類化合物。3.某些合成酶的抑制劑。4.重金屬離子(這方面關于次生代謝產(chǎn)物量的影響的研究,國內(nèi)也有很多文章)等。目前采用這種方法已經(jīng)得到了十多個新的天然產(chǎn)物,由于其操作的簡單方便,易于開展等特點使得該方法得到了廣泛應用。 四.基于化學遺傳學的天然產(chǎn)物的研究: 化學生物學(化學遺傳學)的核心是采用小分子化合物來調(diào)控生物體的生命活動過程,因此采用小分子化合物調(diào)控微生物的次生代謝產(chǎn)物的合成從理論上來說是合理的,基于此采用化學遺傳學的方法研究微生物次生代謝產(chǎn)物是很有意義的。目前雖然基于小分子誘導的天然產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)的報道已很多,但是主要是通過隨機的實驗研究,有關其機理及化學遺傳學的研究還較少,因此有必要進一步開展化學遺傳學的研究。一方面可以采用反向化學遺傳學的方法,通過現(xiàn)有的關于次生代謝產(chǎn)物合成的調(diào)控的機制的知識,找出調(diào)控相關的蛋白,再通過高通量篩選找出可以與其相互作用的小分子化合物,然后用這些化合物處理微生物檢測其次生代謝產(chǎn)物,進而確定其是否具有活化次生代謝產(chǎn)物合成的作用;另一方面可以采用正向化學遺傳學方法,直接拿微生物篩小分子化合物得到可以活化次生代謝產(chǎn)物的小分子化合物,再找出其對應的蛋白或者基因靶點,確定這些蛋白的功能,在發(fā)現(xiàn)小分子活化次生代謝產(chǎn)物方法的同時可以得到跟次生代謝產(chǎn)物生物合成調(diào)控相關的信息。這樣隨著化學遺傳學研究的進行,可以清楚小分子化合物調(diào)控微生物次生代謝的機制,進而可以合理的設計出采用小分子化合物調(diào)控微生物次生代謝得到新的天然產(chǎn)物的方法。相信化學遺傳學方法的引入一定會給微生物天然產(chǎn)物的研究帶來新的變革。。。 |
《讀懂天然產(chǎn)物系列》 |
木蟲 (著名寫手)
小小囧蟲

|
本帖內(nèi)容被屏蔽 |
木蟲 (正式寫手)
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 318一志愿吉林大學生物與醫(yī)藥 求調(diào)劑 +3 | 篤行致遠. 2026-03-28 | 3/150 |
|
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 297求調(diào)劑 +8 | 田洪有 2026-03-26 | 8/400 |
|
|
[考研] 327求調(diào)劑 +4 | 汲亦昊 2026-03-29 | 4/200 |
|
|
[考研] 2026年華南師范大學歡迎化學,化工,生物,生醫(yī)工等專業(yè)優(yōu)秀學子加入! +3 | llss0711 2026-03-28 | 6/300 |
|
|
[考研] 一志愿北京理工大學本科211材料工程294求調(diào)劑 +7 | mikasa的圍巾 2026-03-28 | 7/350 |
|
|
[考研] 305求調(diào)劑 +8 | RuiFairyrui 2026-03-28 | 8/400 |
|
|
[考研] 調(diào)劑310 +8 | 溫柔的晚安 2026-03-25 | 9/450 |
|
|
[考研] 調(diào)劑求院校招收 +6 | 鶴鯨鴿 2026-03-28 | 6/300 |
|
|
[考研] 315求調(diào)劑 +4 | akie... 2026-03-28 | 5/250 |
|
|
[考研] 320分,材料與化工專業(yè),求調(diào)劑 +9 | 一定上岸aaa 2026-03-27 | 13/650 |
|
|
[考研] 291求調(diào)劑 +6 | HanBeiNingZC 2026-03-24 | 6/300 |
|
|
[考研] 085404求調(diào)劑,總分309,本科經(jīng)歷較為豐富 +4 | 來財aa 2026-03-25 | 4/200 |
|
|
[考研] 086000調(diào)劑 +3 | 7901117076 2026-03-26 | 3/150 |
|
|
[考研] 一志愿陜師大生物學071000,298分,求調(diào)劑 +5 | SYA! 2026-03-23 | 5/250 |
|
|
[考研] 材料調(diào)劑 +8 | 匹克i 2026-03-23 | 8/400 |
|
|
[考研] 341求調(diào)劑 +7 | 青檸檬1 2026-03-26 | 7/350 |
|
|
[考研] 求調(diào)劑 一志愿 本科 北科大 化學 343 +6 | 13831862839 2026-03-24 | 7/350 |
|
|
[考研]
|
平樂樂樂 2026-03-26 | 4/200 |
|
|
[考研] 材料與化工328分調(diào)劑 +6 | 。,。,。,。i 2026-03-23 | 6/300 |
|
|
[考研] 347求調(diào)劑 +4 | L when 2026-03-25 | 4/200 |
|