《自然》:科學家發現DNA鹼基合成新路徑

2020-12-05 科學網
《自然》：科學家發現DNA鹼基合成新路徑
有助於開發出高選擇性新型抗生素

 

胸腺嘧啶是四種DNA鹼基之一，美國科學家在4月6日出版的《自然》（Nature）雜誌上表示，他們發現了新的胸腺嘧啶的生物合成路徑，該化學反應與其他已知的生成DNA鹼基的反應的不同之處在於使用了一種獨特的酶。該項研究有助於科學家開發出以這種酶為靶標的，具有高度選擇性的新型抗生素和抗病毒藥物。

 

美國愛荷華大學化學系教授阿姆龍·科恩領導的研究團隊稱，這個化學反應使用了黃素依賴胸苷酸合成酶（FDTS），該酶主要在細菌和病毒（包括幾個人類的病原體和生物戰劑）體內出現，科學家們將來可據此研發新的抗細菌藥物和抗病毒藥物。

 

此前，人們一直認為，在生成胸腺嘧啶的化學反應中，胸苷酸合成酶（TS）是主要的酶，TS出現在包括人類在內的大多數多細胞生命形式中。

 

新的化學反應和傳統的化學反應都通過添加一個甲基群——1個碳原子同3個氫原子結合產生脫氧尿苷磷酸（dUMP）的雛形分子，隨後產生胸腺嘧啶。

 

兩個反應都完成了產生胸腺嘧啶的關鍵步驟，但是，因為它們分別被胸苷酸合成酶和黃素依賴胸苷酸合成酶所催化，產生的脫氧胸苷酸的結構並不相同。

 

科恩指出，該研究表明，某些有機物通過這個新機制製造了胸腺嘧啶，這個新機制也不同於人類合成胸腺嘧啶的方式，利用該生物合成路徑產生的藥物攻擊病原體，不太可能影響人類的胸腺嘧啶，副作用應該很小甚至可能根本沒有副作用。

 

這兩個化學反應機制都被用於產生DNA鹼基胸腺嘧啶，人類DNA與細菌和病毒的DNA在結構上很不相同，用來催化化學反應的酶也不同。

 

該發現可能有助於抗體和抗病毒藥物的研究，研究人員通過有選擇性地抑制FDTS酶的活動，就可能打敗導致炭疽、肺結核、肉毒中毒、梅毒、肺炎、萊姆病和其他疾病的病原體，同時這種方法對人類DNA的合成幹擾卻較少。

 

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