上海有機所在γ-谷氨?；D(zhuǎn)肽酶同源蛋白的新功能研究方面取得重要進展
γ-谷氨酰基轉(zhuǎn)肽酶（γ-glutamyltranspeptidase，γ-GT）屬于N端親核水解酶（N-terminal nucleophile (Ntn) hydrolase）超家族，該家族中所有已知的成員均催化碳-氮鍵的斷裂反應(yīng)。該類蛋白表達后產(chǎn)生的前體肽沒有催化活性，需要經(jīng)過自催化斷裂形成異源二聚體才具有催化活性。γ-GT主要催化小分子硫醇谷胱甘肽（glutathione，GSH）及其衍生物的γ-谷氨?；D(zhuǎn)移/水解反應(yīng)，在細胞內(nèi)參與廣泛的抗氧化、解毒和抗炎癥等生理過程。革蘭氏陽性的放線細菌中不存在GSH的相關(guān)代謝，但卻存在大量注釋為γ-GT的蛋白，推測這些注釋為γ-GT的蛋白并非參與GSH的代謝過程，可能具有獨特的酶學(xué)功能。近日，中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所生命有機化學(xué)國家重點實驗室劉文研究員課題組在國際上報道了γ-GT同源蛋白催化碳-碳鍵斷裂的新功能，相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》上（Nat. Commun. 2017, 8, 16109），該工作由團隊成員鐘冠男博士、趙群飛、張慶林共同完成。
多種放線細菌來源的天然產(chǎn)物，如林可霉素（lincomycin）、安曲霉素（anthramycin）、西伯利亞霉素（sibiromycin）、妥梅霉素（tomaymycin）等均含有4-烷基-l-（脫氫）脯氨酸（4-alkyl-l-(dehydro)proline，ALDP）的非天然氨基酸單元。研究人員發(fā)現(xiàn)，一組注釋為γ-GT的同源蛋白參與了ALDP的生物合成過程。他們以林可霉素的產(chǎn)生菌林可酰胺鏈霉菌作為模式體系，表征了兩個γ-GT同源蛋白。這兩個蛋白均可以通過分子內(nèi)肽鍵的斷裂而自我激活，產(chǎn)生的兩個蛋白亞基形成有功能的異源二聚體，并暴露出位于大亞基N-端的蘇氨酸殘基作為親核試劑以介導(dǎo)ALDP生物合成中的一步關(guān)鍵的C-C鍵斷裂反應(yīng)。這是放線細菌中γ-GT同源蛋白的首次功能解析，也是Ntn水解酶催化C-C鍵斷裂反應(yīng)的第一例報道。相關(guān)研究拓展了對于γ-GT和Ntn水解酶超家族的認識，代表了酶催化C-C鍵斷裂反應(yīng)的一種新機制。劉文課題組長期以來致力于林可霉素的生物合成機制研究，此次發(fā)現(xiàn)是相關(guān)人員繼揭示小分子硫醇的建設(shè)性角色（Nature 2015, 518, 115-119）和磷酸吡哆醛（pyridoxal phosphate，PLP）依賴的硫綴多樣化修飾（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 6348-6351）以來取得的又一突破。
上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、上海市科委和中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(B類)的大力資助。
N端親核水解酶催化C-C鍵的斷裂反應(yīng)
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