近日，中國農業科學院生物技術研究所微生物智能設計與合成創新團隊與國外研究機構合作，綜合運用多種質譜檢測和數據分析技術搭建了結構導向的微生物多肽天然產物挖掘平臺，并發現一類結構新穎的殺蟲環肽抗生素。相關研究成果發表在《美國科學院院報（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS）》。
該研究綜合多種質譜的技術特點，根據多肽天然產物的質譜特征判斷其結構新穎性，創建了以結構為導向的多肽抗生素挖掘平臺，解決了傳統方法重復發現率高、結構新穎性不足等瓶頸問題。據估算，該平臺判斷新結構多肽的準確率可達90%以上。
研究人員又以1748株土壤真菌為研究對象，利用該平臺發現一類具有木糖酸結構單元的真菌環肽新家族。通過系統研究木糖酸肽的生物合成機制，揭示了微生物糖代謝和非核糖體肽骨架合成之間的交融配合。在此基礎上，又精準地從另外3株真菌中挖掘出11個木糖酸肽結構類似物，豐富了該環肽新家族的結構多樣性。進一步研究表明，兩種木糖酸肽具有良好的抗瘧原蟲活性，為新型抗蟲藥物的創制提供了先導化合物。除木糖酸肽外，研究人員還發現了其它9類結構新穎的抗菌、殺蟲多肽天然產物，顯示了該平臺在挖掘新型多肽抗生素方面的巨大潛力。
該研究結果突破了傳統抗生素篩選方法長期以來面臨的瓶頸，為發現新結構多肽天然產物搭建了新平臺，有望推動新型抗生素創制。
該研究得到國家自然科學基金、中國農業科學院青年創新專項等項目的資助。（通訊員 崔艷）
原文鏈接：https://www.pnas.org/doi/epdf/10.1073/pnas.2123379119
