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酵素アクション映画は、自然がペニシリンを作る方法を示しています

クレジット:CC0パブリックドメイン

酵素の原子ごとの設計を研究する科学者は、世界で最も重要な抗生物質のいくつかを生産するために必要な酵素であるイソペニシリンNシンターゼの機能に対する新しい洞察を明らかにしました。


オックスフォード大学、Diamond Light Source、Berkeley Laboratoryの科学者チームは、X線法の組み合わせを使用して、イソペニシリンNシンターゼが線形前駆体分子を特徴的な二重環分子に再構成する方法を示すストーリーボードを作成しました。 この二本鎖分子は、ベータラクタムとして知られる抗生物質特性を持つ複雑な分子の大きなクラスの主要な構造テンプレートです。

「ペニシリンは最初に発見された抗生物質の1つであり、現在でも広く使用されていますが、ペニシリンおよび関連するセファロスポリン抗生物質の形成に関与する生物学的プロセスは完全には理解されていません」と、バークレー研究所の科学者で共同主執筆者のJanKernは述べています。新しい研究。 「私たちは「分子膜」アプローチを使用して、酵素が基質および分子状酸素と相互作用する際のスナップショットを撮りました。これで、ループ閉鎖反応の最初のステップをよりよく理解できるようになりました。」

カーンによれば、新しい詳細は、科学者がイソペニシリンNシンターゼを修飾して他の新しい抗生物質を合成するのに役立ち、DNA / RNA修復やヒト組織の応答に関与する酵素を含む関連酵素のより大きなグループの反応メカニズムを理解することにも影響を及ぼします。低酸素に。

チームのアプローチは、X線結晶学データとX線分光法データを組み合わせて、反応のさまざまな時点での特定の原子の動きを調べます。 イソペニシリンNシンターゼの場合、科学者たちは酵素の活性部位の鉄原子が分子状酸素(O)とどのように反応するかを研究しました。2)リング構築反応を触媒する。 英国のDiamondLightSourceで収集されたデータ。 日本のサブオングストロームコンパクト光源とSLAC国立加速器研究所のライナックコヒーレント光源(LCLS)。

研究はで公開されました 科学の進歩


青色光のみを使用して、6員環から硫黄、窒素、または酸素原子を除去する反応


詳しくは:
Patrick Rabe et al、X線自由電子レーザー研究は、イソペニシリンNシンターゼ刺激中のコヒーレントな動きを明らかにします。 科学の進歩 (2021年)。 DOI:10.1126 / sciadv.abh0250

カリフォルニア大学バークレー校提供

見積もり:酵素アクション映画は、自然がペニシリンを作る方法を示しています(2021、9月7日)https://phys.org/news/2021-09-enzyme-action-movie-nature-penicillins.htmlから2021年9月7日取得

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