转自：生物谷

近日，西湖大学理学院张骊駻团队在《Chemical Science》上发表了题为“A Metabologenomics Strategy for Rapid Discovery of Polyketides Derived from Modular Polyketide Synthases”的盘问论文。

盘问团队开导了一种生物信息学导向的负离子质谱分析政策，可用于模块型聚酮合酶的基因挖掘。该枢纽得胜从一株特地十年盘问历史的链霉菌株Streptomyces cattleya中发现了22个聚酮类产品，其中18个此前未报说念过。这项盘问为聚酮类产品的挖掘提供了一种代谢基因组学技艺，有意于加快这类遑急生物活性分子的发现。

西湖大学化学系特聘盘问员张骊駻为著作通信作家，理学院博士生刘润洲为著作第一作家。

自然产品是药物等诸多功能分子的遑急起首。比年来，基因组导向的代谢组分析，即代谢基因组学，日渐成为挖掘微生物自然产品的灵验技艺。从基因序列中，咱们不错径直“读出”微生物编码的自然产品合成基因簇。然则，如安在微生物代谢组中找到基因组所猜想的产品，是如今自然产品发现的重要问题。关于肽类、糖苷类等有明晰质谱裂解规矩的自然产品，代谢基因组学政策如故展示出精熟的愚弄。但关于生物活性精熟的模块型聚酮类产品（如红霉素、雷帕霉素等），将代谢产品和基因簇径直关系具有挑战性，其中一大瓶颈在于咱们对其质谱步履，即质谱裂解规矩的判辨颇为有限。

对此，作家开导了一种基于负离子质料升天过滤（NegMDF）的代谢基因组学枢纽，用于模块型聚酮产品的快速筛选（图1）。质料升天是指分子的精准质料和花式质料之间的差值。若是以分子的花式质料为x轴、质料升天为y轴，则代谢组中通盘离子不错展示于一个平面坐标系中。而一个聚酮基因簇所编码的化合物离子，频频会聚于坐标系的一个有限区域内。基于生物信息学分析，咱们不错猜想出主义基因簇相应产品地点的梗概界限，即质料升天过滤窗口（MDF window）。领受该窗口对代谢组数据进行筛选，可将主义产品的候选离子数目从数百个减小至数十个，达到可东说念主为分析的水平。

图1. 质谱导向的模块I型聚酮自然产品发现政策。（a）经典的代谢组学枢纽；（b）本盘问发展的NegMDF代谢基因组学枢纽

候选离子结构辩认需要进一步的靶向二级质谱分析。为此，作家集会了文件中报说念的222个聚酮产品的二级质谱图，从而系统回想了模块聚酮类化合物的质谱学特征，并将裂解反馈与基因簇特征进行了关系。酷爱的是，作家发现负离子模式下，聚酮类化合物的源内裂解被显耀扼制。因此负离子模式被用于后续筛选的措施要求，该政策因此被定名为NegMDF。

为考证该枢纽的性能，作家将该政策用于一株链霉菌S. cattleya中模块型聚酮产品的挖掘（图2，图3）。针对含有模块型聚酮合酶的3个基因组区域，作家分袂表征了13个cattlemycin类聚酮， 7个butyrolactol类聚酮，以及2个新颖聚酮产品，定名为cattleyatetronate。这类产品具有一种荒僻的羟乙酰乙酸内酯（tetronate）骨架，可能蕴含着与该眷属其他成员不同的生物合成机制。

图2. NegMDF政策用于cattlemycin和butyrolactol类聚酮的挖掘

图3. NegMDF政策发现了新类型的聚酮自然产品cattleyatetronate

一言以蔽之，本盘问发展了一种方便、高效的代谢基因组学筛选政策，约略快速发现微生物中粉饰的模块型聚酮自然产品。

西湖大学分子科学行家施行平台对本盘问提供了匡助。本盘问获取了西湖大学异日产业盘问中心、浙江省重心研发接头方式以及国度当然科学基金的相沿。

原文鸠合：

https://science.westlake.edu.cn/newsevents/news/202411/t20241114_45666.shtml

（转自：生物谷）