化学家沈犇(Ben Shen)博士领导的研究小组在《自然-化学生物学》(Nature Chemical Biology)杂志上刊登的文章中,惊喜揭示了赫伯特-韦特海姆-斯克里普斯大学生物医学创新与技术研究所样本库中成千上万个细菌菌株中的两种新型酶。这些酶具有独特的有用特性,对抗人类疾病,尤其是癌症,具有潜在疗效。这一重要发现不仅于上周震撼发布,更为研究和制造复杂的天然化学物质提供了更为便捷的途径。
在赫伯特-韦特海姆-斯克里普斯大学生物医学创新与技术研究所的天然产品发现中心,沉睡着数以千计的细菌菌株,这些细菌中蕴藏着两种出奇不意的新型酶。其中一种细菌酶的神秘之处在于,它从空气中提取氧气,将其融入新的化合物中,无需传统的金属或其他辅助因子来启动必要的化学反应。这种新颖的合成防御性物质不仅使生物体能够抵御感染或入侵者,更为科学家们提供了创造有用物质的新路径。
化学教授沈犇博士,作为该中心的主任,指出:“很少有人意识到,美国食品及药物管理局批准上市的抗生素和抗癌药物中,有近一半是天然产物或受其启发。大自然是制造这些复杂天然产物的最佳化学家。” 这两种酶的发现成为最新的例证,展现了大自然带给我们的化学财富。
研究小组命名这两种酶为“无辅因子含氧酶”,揭示了它们特殊的属性。这些酶的独特之处在于,它们能够从空气中提取氧气并将其融入新的化合物中,无需传统的金属或其他辅助因子。这一特性使得这些酶成为创造治疗癌症等疾病药物的理想选择。
研究小组的博士后研究员桂淳博士和爱德华-卡尔克鲁特博士指出,这两种酶的发现为破解谜团提供了关键线索。它们解开了沈实验室在2016年首次发现的一种潜在抗生素和抗癌化合物Tiancimycin A如何获得如此强效的谜题。
涉及到治疗癌症的一种强效化合物Tiancimycin A,目前正被研发为癌症靶向抗体疗法的一部分。然而,制造足够的抗体以进行更大规模的研究一直是一个挑战。这其中,TnmJ和TnmK2这两种酶的发现成为关键步骤,为解锁Tiancimycin A的制造提供了重要的支持。
沈犇表示:“这篇论文强调了大自然仍然给我们带来了许多惊喜,它可以教给我们许多关于基础化学和生物学的知识,并为我们提供所需的工具和灵感,使我们能够将实验室的研究成果转化为影响社会的药物,解决人类面临的许多问题。” 这一重要发现将推动对这种独特化学进化的深入研究,为未来的药物开发带来更多可能性。
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