 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
| 5 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 7568 | 回復(fù): 34 | ||||||||||
| 本帖產(chǎn)生 1 個 PhEPI ，點擊這里進行查看 | ||||||||||
| 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 | ||||||||||
wangkaibo123榮譽版主 (職業(yè)作家)
kerry
|
[交流]
《讀懂天然產(chǎn)物》系列-16-皮氏反應(yīng)催化生物堿合成的“神奇之旅” 已有1人參與
|
|||||||||
|
《讀懂天然產(chǎn)物系列》（新年伊始，讀懂天然產(chǎn)物系列作品將會陸續(xù)上傳，雖有自娛自樂之說，但我們真切希望廣大蟲友們能積極參與進來，一起討論、學習。歡迎各位蟲友前往閱讀、訂閱及留言） 淘帖鏈接：http://www.gaoyang168.com/bbs/taotie.php?action=view&ttid=55868 上一帖：《讀懂天然產(chǎn)物系列》-15-基因與化學聯(lián)姻：破譯生物合成70年未解之謎 http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=8506439&fpage=1 您的選擇：《讀懂天然產(chǎn)物系列》誠邀您撰寫屬于您自己的文獻評論！ 撰寫鏈接： http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=7732034&fpage=1 故事從1911年說起，在瑞士日內(nèi)瓦大學，當兩位著名的化學家Ame Pictet 和Theodor Spengler將-苯乙胺與甲醛縮二甲醇兩種物質(zhì)在鹽酸條件下加熱時，神奇的環(huán)加成反應(yīng)發(fā)生了，這就是著名的皮氏反應(yīng)（Pictet-Spengler Reaction，PSR）.皮氏反應(yīng)至發(fā)現(xiàn)以來，已有超過100年的歷史，100多年來，即使到現(xiàn)在，該反應(yīng)在異喹啉類及吲哚類生物堿的合成中都發(fā)揮了巨大的作用，為人類的醫(yī)藥事業(yè)發(fā)揮了不可估量的價值，可以說是最成功的合成反應(yīng)之一。但是，在神奇的自然界，該反應(yīng)則不止百年的歷史，我們可以追溯到6000年以前，在那個時候，PS反應(yīng)合成的重要生物堿--嗎啡，則已然在自然界存在。人類利用嗎啡作為藥物，基本同步與人類文明的起源，埃及有明文記載：在3500年前，嗎啡曾作為補藥被人類食用。由此可見，自然界的卓越才華，遠遠超過了人類的智慧，我們完全有理由，有信心去探尋自然界中更多的化合物，更多的天然藥物，發(fā)現(xiàn)更多有趣的有機催化反應(yīng)。接下來，我將首先簡單介紹催化PS反應(yīng)的幾種酶。 1. Strictosidine Synthases (STRs)：這是發(fā)現(xiàn)并分離純化得到的第一個催化PS反應(yīng)的酶，與1975年由耶魯大學的科學家發(fā)現(xiàn)，相關(guān)成果發(fā)表于A. I. Scott, S. L. Lee, J. Am. Chem. Soc.1975, 97, 6906 – 6908.（附件參考文獻1）。這類酶主要催化單萜吲哚類生物堿的生物合成，迄今大約有2500多種此類型的單萜吲哚生物堿由此酶催化而得。該類酶的立體結(jié)構(gòu)已經(jīng)被確定，有多種亞型，相關(guān)文獻見附件2,3。該酶催化的主要類型生物堿合成如下圖。 2. Strictosidine Synthases (NCS)：這是發(fā)現(xiàn)并分離純化得到的第二個催化PS反應(yīng)的酶，與STRs酶發(fā)現(xiàn)之后不久得到。這類酶主要催化異喹啉類生物堿的生物合成，至今發(fā)現(xiàn)大約有3000多種此類型的生物堿。該類酶的立體結(jié)構(gòu)也已經(jīng)被確定，相關(guān)文獻見附件4。該酶催化的主要類型生物堿合成如下圖。 3. non-ribosomal peptide synthetase SfmC：這是一種有開發(fā)潛力的抗癌藥Saframycin A的生物合成酶，該化合物的形成需要該酶的催化，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于Nature chemical biology（附件文獻5）。該酶催化形成Saframycin A的途徑如下圖。 4 McbB：這是一種催化卡波林生物堿合成的酶，由南海海洋研究所鞠建華老師課題組鑒定發(fā)現(xiàn)，這是本次重點介紹的文獻。文獻信息（附件文獻6）： 卡波林生物堿亦是由PS反應(yīng)催化而來，但是該類生物堿結(jié)構(gòu)骨架沒有單萜吲哚生物堿復(fù)雜，因此合成該類化合物的酶應(yīng)不同于單萜吲哚生物堿，探測卡波林生物堿合成的酶將具有重要意義，本次實驗結(jié)果也為卡波林生物堿的研究以及該類生物堿的合成提供重要的參考。 文章中主要是鑒定控制該類酶合成的基因簇，通過基因組成可以判斷組成該酶的氨基酸是什么，但是，酶蛋白的三維立體結(jié)構(gòu)并不能得到，還需廣泛的實驗進行進一步研究。文章中的卡波林類生物堿分離自深海海洋微生物，給基因簇的確定提供了可能。 文章中， 1、作者首先觀察分離得到的生物堿的共同特征：芳香取代的乙胺基、不飽和的C環(huán)。則推測負責卡波林母核構(gòu)建的酶應(yīng)具有脫羧酶和脫氫或者氧化酶的活性，進而進行散彈法基因篩選，同時考慮到化合物1涉及酰胺鍵的合成，最終鎖定DNA骨架中27號位置應(yīng)該負責卡波林母核的構(gòu)建。進而通過質(zhì)粒異源性表達確定27號位置中11.2kb長度的DNA片段中包含13個開放性閱讀框架的DNA片段負責MCB卡波林骨架的構(gòu)建。2、通過基因突變的發(fā)酵實驗，確定13個開放性框架中-7到-1，+1到+3均未參與催化作用，至此目標基因縮小至A,B,C 3個基因片段。基因信息學分析結(jié)合與已知基因功能比對，確定A為乙酰輔酶A連接酶，B為卡波林母核構(gòu)建酶，C為脫羧酶。3、為了進一步驗證ABC 3個酶足夠進行MCB化合物的生合成，進行基因克隆實驗，發(fā)酵分離，結(jié)果證實了3個酶足夠進行卡波林母核的構(gòu)建，同時確定酶B單獨即可形成卡波林類化合物。但是母核構(gòu)建時C3單元不能確定來自什么地方，作者推測可能來自丙酮酸類的直接的C3單元。4、用同位素標記的方法探索C3單元來自何處，一系列同位素培養(yǎng)實驗最終證明C3單元來自二個乙酸單元。至此，實驗還沒有結(jié)束，作者又想探索酶B中哪些氨基酸為主要負責催化的活性氨基酸。5、進行基因突變發(fā)酵培養(yǎng)實驗，結(jié)果證明酶B中的N-末端殘基主要參與了骨架的構(gòu)建，同時發(fā)現(xiàn)E97氨基酸殘基是催化反應(yīng)進行，必不可少的功能基團。6、到這兒，整個實驗畫個完美的句點，作者總結(jié)以上實驗數(shù)據(jù)，提出了化合物1-6的生合成路線，見下圖。同時，作者對各個反應(yīng)進行思考總結(jié)，并于化學催化的PS反應(yīng)進行比較，提出氧化反應(yīng)為整個反應(yīng)的限速步驟。整個實驗思路明確，工作細致嚴謹，工作量大，確實為一篇非常優(yōu)秀的科研性論文，值得深入學習。該文章同時擴展了卡波林生物堿的生物合成知識，也為探測新類型的含有卡波林母核的天然產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)提供了理論性指導(dǎo)。 討論： 在閱讀中，我注意到一個問題，STRs催化形成的是3S構(gòu)型的產(chǎn)物，NCS催化形成S構(gòu)型產(chǎn)物， non-ribosomal peptide synthetase SfmC亦催化形成立體單一性產(chǎn)物，但是在簡單卡波林生物堿的合成中，則出現(xiàn)了消旋體的產(chǎn)物，如下圖化合物3abcd（文獻7）。請大家分析討論為什么會出現(xiàn)這種情況，望不惜賜教。 以上即為本人對PS反應(yīng)的簡單看法，相關(guān)文獻請見附件！由于個人水平有限，評論過程中一定有很多不足，請各位蟲友見諒，并提出寶貴意見，謝謝！[ Last edited by wangkaibo123 on 2015-3-12 at 22:10 ] |
回復(fù)此樓» 本帖附件資源列表
-
歡迎監(jiān)督和反饋：小木蟲僅提供交流平臺，不對該內(nèi)容負責。
本內(nèi)容由用戶自主發(fā)布，如果其內(nèi)容涉及到知識產(chǎn)權(quán)問題，其責任在于用戶本人，如對版權(quán)有異議，請聯(lián)系郵箱：xiaomuchong@tal.com - 附件 1 : 1_JACS_1975_ja00856a073.pdf
- 附件 2 : 2_Plant_Cell-2006-Ma-907-20.pdf
- 附件 3 : 3_Nature_chemical_biology_2007_PS反應(yīng).pdf
- 附件 4 : 4_Angew_2011__Pictet–Spengler_Reaction.pdf
- 附件 5 : 5_Nature_chemical_biology_2010_PS反應(yīng)構(gòu)建異喹啉類生物堿.pdf
- 附件 6 : 6_Angew_2014_鞠建華_卡波林生物堿生物合成研究_SI.pdf
- 附件 7 : 6_Angew_2014_鞠建華_卡波林生物堿生物合成研究.pdf
- 附件 8 : 7_s10593-014-1602-4_.pdf
2015-03-12 22:09:04, 360.15 K
2015-03-12 22:09:06, 616.53 K
2015-03-12 22:09:07, 755.3 K
2015-03-12 22:09:16, 3.46 M
2015-03-12 22:09:17, 366.75 K
2015-03-12 22:09:24, 3.34 M
2015-03-12 22:09:28, 807.15 K
2015-03-12 22:09:32, 821.82 K
» 收錄本帖的淘帖專輯推薦
 《讀懂天然產(chǎn)物系列》 | 藥物化學 | 奶奶的 | 音樂的夢 |
| 工具書 |
» 本帖已獲得的紅花（最新10朵）
» 猜你喜歡
311求調(diào)劑
已經(jīng)有4人回復(fù)
-
304求調(diào)劑
已經(jīng)有4人回復(fù)
-
354求調(diào)劑
已經(jīng)有7人回復(fù)
-
321求調(diào)劑
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
274求調(diào)劑
已經(jīng)有5人回復(fù)
-
281求調(diào)劑（0805）
已經(jīng)有15人回復(fù)
-
085600材料與化工調(diào)劑 324分
已經(jīng)有8人回復(fù)
-
能源材料化學課題組招收碩士研究生8-10名
已經(jīng)有10人回復(fù)
-
267一志愿南京工業(yè)大學0817化工求調(diào)劑
已經(jīng)有8人回復(fù)
-
328求調(diào)劑，英語六級551，有科研經(jīng)歷
已經(jīng)有10人回復(fù)
» 本主題相關(guān)商家推薦: (我也要在這里推廣)
» 本主題相關(guān)價值貼推薦，對您同樣有幫助:
- 《讀懂天然產(chǎn)物系列》-27-天然產(chǎn)物在農(nóng)業(yè)上的“平凡之路”
已經(jīng)有429人回復(fù)
- 《讀懂天然產(chǎn)物系列》-21-無用之用，方為大用？
已經(jīng)有199人回復(fù)
- 《讀懂天然產(chǎn)物系列》－19－天然產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)之路，你走了多遠
已經(jīng)有134人回復(fù)
- 《讀懂天然產(chǎn)物》系列-17-宿主與寄生菌的“愛情保養(yǎng)”-"小三"你走開
已經(jīng)有2人回復(fù)
- 《讀懂天然產(chǎn)物系列》第二季開帖篇（該系列 2016.01.02 已更新至第28帖）
已經(jīng)有612人回復(fù)
- 《讀懂天然產(chǎn)物系列》-13-中國化學會第十屆全國天然有機化學學術(shù)會議風采展示
已經(jīng)有629人回復(fù)
- 《讀懂天然產(chǎn)物系列》-9-當我和世界不一樣
已經(jīng)有35人回復(fù)
- 《讀懂天然產(chǎn)物系列》-5-”面朝大海，不只花開“-讀一篇”龍“形天然產(chǎn)物文獻
已經(jīng)有558人回復(fù)
- 跟大家推薦個淘帖 《讀懂天然產(chǎn)物系列》
已經(jīng)有1人回復(fù)
- 《讀懂天然產(chǎn)物系列》-3 中涉及的文獻
已經(jīng)有12人回復(fù)
wangkaibo123
榮譽版主 (職業(yè)作家)
kerry
-
專家經(jīng)驗: +726 - PhEPI: 3
- 應(yīng)助: 1928 (講師)
- 貴賓: 0.598
- 金幣: 7869.1
- 散金: 10156
- 紅花: 100
- 帖子: 3780
- 在線: 1007.1小時
- 蟲號: 2088618
- 注冊: 2012-10-26
- 性別: GG
- 專業(yè): 抗腫瘤藥物藥理
- 管轄: 藥學
3樓2015-03-12 12:43:55
pxh20111
至尊木蟲 (職業(yè)作家)
- 應(yīng)助: 1 (幼兒園)
- 金幣: 12615.6
- 散金: 6136
- 紅花: 35
- 沙發(fā): 1
- 帖子: 4702
- 在線: 1401.1小時
- 蟲號: 2360804
- 注冊: 2013-03-19
- 性別: MM
- 專業(yè): 催化化學
2樓2015-03-12 12:01:57
★
送紅花一朵
wangkaibo123: 金幣+1 2015-03-12 15:51:00
送紅花一朵wangkaibo123: 金幣+1 2015-03-12 15:51:00
|
感謝分享 [ 發(fā)自手機版 http://www.gaoyang168.com/3g ] |
5樓2015-03-12 13:02:40
792193347
鐵桿木蟲 (正式寫手)
- 應(yīng)助: 2 (幼兒園)
- 金幣: 5069.8
- 散金: 77
- 紅花: 1
- 帖子: 367
- 在線: 818小時
- 蟲號: 1191734
- 注冊: 2011-01-18
- 性別: GG
- 專業(yè): 藥物化學
6樓2015-03-12 14:10:06
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 328求調(diào)劑，英語六級551，有科研經(jīng)歷 +3 | 生物工程調(diào)劑 2026-03-17 | 7/350 |
|
|---|---|---|---|---|
|
|
[考研] 一志愿中海洋材料工程專碩330分求調(diào)劑 +4 | 小材化本科 2026-03-18 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 0703化學調(diào)劑，求各位老師收留 +9 | 秋有木北 2026-03-14 | 9/450 |
|
|
[考研] 311求調(diào)劑 +11 | 冬十三 2026-03-15 | 12/600 |
|
|
|
[考研] 297求調(diào)劑 +8 | 戲精丹丹丹 2026-03-17 | 8/400 |
|
|
|
[考研] 材料專碩306英一數(shù)二 +10 | z1z2z3879 2026-03-16 | 13/650 |
|
|
|
[考研] 0703化學調(diào)劑 +4 | pupcoco 2026-03-17 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 生物學071000 329分求調(diào)劑 +3 | 我愛生物生物愛?/a> 2026-03-17 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 283求調(diào)劑 +3 | 聽風就是雨； 2026-03-16 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 274求調(diào)劑 +5 | 時間點 2026-03-13 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 東南大學364求調(diào)劑 +5 | JasonYuiui 2026-03-15 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 318求調(diào)劑 +3 | Yanyali 2026-03-15 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 中科院材料273求調(diào)劑 +4 | yzydy 2026-03-15 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 085600材料與化工 求調(diào)劑 +13 | enenenhui 2026-03-13 | 14/700 |
|
|
|
[考博] 東華理工大學化材專業(yè)26屆碩士博士申請 +6 | zlingli 2026-03-13 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 材料與化工 323 英一+數(shù)二+物化，一志愿：哈工大 本人本科雙一流 +4 | 自由的_飛翔 2026-03-13 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 265求調(diào)劑 +4 | 威化餅07 2026-03-12 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 311求調(diào)劑 +3 | 冬十三 2026-03-13 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 土木第一志愿276求調(diào)劑，科研和技能十分豐富，求新興方向的導(dǎo)師收留 +3 | 土木小天才 2026-03-12 | 3/150 |
|
|
|
[論文投稿]
投稿問題
 5+4
|
星光燦爛xt 2026-03-12 | 6/300 |
|