鐵硫蛋白IspH研究新進(jìn)展有望開發(fā)出新的抗生素
鐵硫蛋白IspH在幾種病原體的萜烯代謝中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。這種反應(yīng)機(jī)制為人們開發(fā)新的抗生素（特別是抵抗瘧疾和肺結(jié)核病的抗生素）提供一種新的方法。在研究這種酶中，來自德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)（Technische Universitat Munchen）的研究人員發(fā)現(xiàn)一種之前人們并不知道的反應(yīng)：IspH接受兩類*不同的分子為它的搭檔。這一令人吃驚的發(fā)現(xiàn)為人們戰(zhàn)勝傳染病提供新的思路。相關(guān)研究結(jié)果于近期刊登在Nature Communications期刊上。

萜烯（ terpene）是zui為龐大和zui為多樣化的天然化合物之一，膽固醇和雌激素就是大家熟悉的例子。在所有有機(jī)體中，萜烯的生物合成起始于兩種構(gòu)建單元（building block）：異戊烯二磷酸（isopentenyl-diphosphate, IPP）和二甲烯丙基二磷酸（dimethylallyl diphosphate, DMAPP）。然而，哺乳動物和細(xì)菌利用不同的生物合成途徑來完成這種合成。在細(xì)菌和致病微生物中，酶IspH催化IPP和DMAPP產(chǎn)生的zui后一步。因此，多年以來，科學(xué)家們就已認(rèn)識到IspH有潛力作為一種攻擊靶點(diǎn)從而有助于人們開發(fā)出抵抗瘧疾和肺結(jié)核病的藥物。

如今，來自慕尼黑工業(yè)大學(xué)的Michael Groll教授和Ingrid Span博士在這個(gè)領(lǐng)域取得一項(xiàng)重要的突破。他們與來自美國伊利諾伊大學(xué)的Eric Oldfield教授及其研究團(tuán)隊(duì)一起發(fā)現(xiàn)某些抑制酶 IspH的炔類化合物。利用 X射線晶體學(xué)技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)這種酶不僅結(jié)合幾種炔類化合物到它的活性位點(diǎn)，而且還對它們進(jìn)行修飾。通過加入水分子到乙炔基團(tuán)（acetylene group）上，從而將炔類化合物轉(zhuǎn)化為醛或酮類物質(zhì)。Ingrid Span解釋到，“通常，酶只與一種特異性底物發(fā)生反應(yīng)。因此，我們吃驚地發(fā)現(xiàn) IspH能夠與兩類*不同的分子發(fā)生反應(yīng)。”

IspH上的活性位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和位置具有靈活性。這種酶是由三種結(jié)構(gòu)單元組成的，并且在這三個(gè)結(jié)構(gòu)單元的中心存在著一種立方體結(jié)構(gòu)的鐵硫簇。這種不同尋常的結(jié)構(gòu)使得這種酶能夠完成一種具有挑戰(zhàn)性的反應(yīng)：將烯丙醇（allyl alcohol ）轉(zhuǎn)化為上述兩種萜烯組分的混合物。盡管鐵硫蛋白在正常情形下作為一種電子傳遞體，但是酶IspH將底物直接結(jié)合到它的鐵硫簇上。

除了乙炔水合酶和固氮酶，IspH是已知第三種催化炔類化合物轉(zhuǎn)化的酶。此外，在此之前，人們還沒發(fā)現(xiàn)能夠催化這種反應(yīng)的含鐵催化劑。因此，IspH的這種新發(fā)現(xiàn)的性質(zhì)可能能夠有助于人們開發(fā)出新的活性藥物成分鐵硫蛋白IspH研究新進(jìn)展有望開發(fā)出新的抗生素