由昆士兰大学(UQ)教授Luke Guddat领导的研究小组揭示了一种酶的完整三维结构,为三种必需氨基酸——亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸的生物合成提供了第一步。

Guddat教授说:“这是一项重大的科学进步,半个世纪以来,化学家一直在全球范围内追求这一进展。”

“这些信息为一种重要的酶-乙酰羟基酸合成酶提供了新的见解,这种酶是50多种商用除草剂的靶标。“它也是治疗结核病和侵袭性念珠菌感染等感染的新药的潜在靶点。”

利用冷冻电子显微镜和X射线晶体学等先进技术,研究小组破译了植物和真菌这种酶的结构。

Guddat教授说:“我们确定了这个高度复杂的结构是如何组装的,这是一个马耳他十字的非常不寻常的形状。

“巧合的是,马耳他十字勋章也是UQ标志的一部分。”

Guddat教授说,这一发现可能对全球农业产生重大影响。

“甲嘧磺隆是一种以这种酶为靶标的除草剂,上世纪90年代在澳大利亚各地广泛用于小麦作物保护。

“但是今天,由于抵抗的发展,它变得完全无效了。

“有了这个新的见解,我们将能够对现有的除草剂做出改变,恢复未来除草剂应用的选择。”

Guddat教授继续说,这种酶只存在于植物和微生物中,人类体内没有。

“基于这个原因,它针对的除草剂和药物可能是安全的,对所有哺乳动物无毒,”他说。

这项研究的另一个令人惊讶的发现是ATp分子在酶的调节中所起的作用。

Guddat教授说:“正常情况下,ATp在为所有活细胞提供能量方面起着作用。然而,在这里,它就像一块胶水,将结构固定在一起。”

“这对我们来说是一个迷人的发现,我们对下一代除草剂和抗菌剂的定向设计新机会感到兴奋。”

原文检索:Structures of fungal and plant acetohydroxyacid synthases

(生物通:伍松)