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　　近日，杭州(zhou)師范大學基礎(chu)醫(yi)學院郭(guo)瑞庭教授團隊(dui)聯合(he)中國(guo)科學院天津(jin)工業(ye)生物(wu)技(ji)術研(yan)(yan)究所(suo)高(gao)書山研(yan)(yan)究員團隊(dui)，采用單顆粒(li)冷凍電鏡技(ji)術在麥角生物(wu)堿生物(wu)合(he)成(cheng)(cheng)關(guan)鍵酶(mei)EasC研(yan)(yan)究上取(qu)得新突破。該研(yan)(yan)究相關(guan)成(cheng)(cheng)果(guo)以“Chanoclavine synthase operates by an NADPH independent superoxide mechanism"為題3月6日在國(guo)際頂(ding)級(ji)期刊Nature(《自(zi)然》)上在線發表。

　　郭瑞(rui)庭教授與(yu)高書(shu)山研究員為(wei)(wei)(wei)論文的(de)共同通(tong)訊作者。杭州師范大學(xue)(xue)為(wei)(wei)(wei)論文的(de)第一單位，中(zhong)科(ke)院微生物所、湖(hu)北大學(xue)(xue)、荷蘭代爾夫特理(li)工大學(xue)(xue)、中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)(xue)技(ji)術大學(xue)(xue)、中(zhong)國(guo)海洋大學(xue)(xue)為(wei)(wei)(wei)論文合(he)作單位。這是學(xue)(xue)校首篇作為(wei)(wei)(wei)第一完(wan)成單位在(zai)Nature上發表的(de)論文，實現了重(zhong)大突破(po)。

　　近年(nian)來，麥(mai)(mai)角(jiao)生物堿類化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物的(de)微生物合(he)(he)(he)成體系(xi)構建與(yu)(yu)優化(hua)(hua)成為各國科學家(jia)研(yan)究的(de)焦點。研(yan)究表明(ming)，過氧化(hua)(hua)氫酶(mei)EasC是(shi)麥(mai)(mai)角(jiao)生物堿生物合(he)(he)(he)成關鍵(jian)酶(mei)。但由于麥(mai)(mai)角(jiao)生物堿生物合(he)(he)(he)成關鍵(jian)酶(mei)EasC的(de)結(jie)構信息缺失，造成底物結(jie)合(he)(he)(he)模式與(yu)(yu)酶(mei)催化(hua)(hua)機(ji)制長期以(yi)來處于黑箱(xiang)之中(zhong)，科學家(jia)們無法得知真正的(de)催化(hua)(hua)機(ji)制，更無法進一(yi)步進行酶(mei)的(de)改造。

　　郭瑞(rui)庭教授(shou)團(tuan)隊(dui)與高書(shu)山研究員團(tuan)隊(dui)合(he)作(zuo)，就這一(yi)懸而未(wei)決的科學問題開展了研究。郭瑞(rui)庭教授(shou)團(tuan)隊(dui)利(li)用單顆(ke)粒(li)冷凍(dong)電(dian)鏡解析了麥角(jiao)生物堿(jian)(jian)合(he)成(cheng)酶(mei)(mei)EasC與底(di)物的單顆(ke)粒(li)冷凍(dong)電(dian)鏡結構(gou)，發(fa)現麥角(jiao)生物堿(jian)(jian)底(di)物結合(he)區獨立于血紅(hong)素結合(he)區之(zhi)外(wai)，單獨存在(zai)于另(ling)一(yi)個區域中，完全顛覆了以往已知類型(xing)由血紅(hong)素和底(di)物直接結合(he)并催化(hua)的酶(mei)(mei)反(fan)應機(ji)制。

　　研究團隊結合生(sheng)物(wu)化(hua)(hua)學、同位素化(hua)(hua)學以及波譜學實驗，發現了一(yi)種全新的、不依賴(lai)輔酶(mei)-氧(yang)的非典型氧(yang)氣激活(huo)途徑。該途徑產(chan)生(sheng)的超(chao)氧(yang)陰離子(zi)可(ke)以進一(yi)步通(tong)(tong)過超(chao)氧(yang)陰離子(zi)傳遞通(tong)(tong)道輸送至麥角生(sheng)物(wu)堿底物(wu)反應位點(dian)，催化(hua)(hua)一(yi)連串復雜的環化(hua)(hua)反應以生(sheng)成麥角生(sheng)物(wu)堿。

　　據研究團(tuan)隊(dui)介紹，在以往的(de)研究中(zhong)(zhong)，不同模式的(de)氧(yang)氣激(ji)(ji)活(huo)途徑(jing)及其(qi)生物合(he)成(cheng)參與(yu)機制(zhi)鮮見(jian)報道(dao)。學術界廣泛(fan)采(cai)用的(de)典型氧(yang)氣激(ji)(ji)活(huo)途徑(jing)為酶結(jie)構中(zhong)(zhong)的(de)有機分子或(huo)金屬離子等輔(fu)酶與(yu)氧(yang)氣結(jie)合(he)，形成(cheng)輔(fu)酶-氧(yang)激(ji)(ji)活(huo)復合(he)體;輔(fu)酶-氧(yang)激(ji)(ji)活(huo)復合(he)體進一步來催化(hua)底(di)物的(de)氧(yang)化(hua)/加氧(yang)等生物化(hua)學反應。

　　本(ben)研究展(zhan)(zhan)示(shi)了(le)一(yi)種全新的(de)氧(yang)氣(qi)激活途(tu)徑(jing)，即將氧(yang)氣(qi)轉化(hua)(hua)(hua)為超氧(yang)陰(yin)離子的(de)非典(dian)(dian)型機制;該氧(yang)氣(qi)激活途(tu)徑(jing)通過(guo)產生超氧(yang)陰(yin)離子，而(er)非典(dian)(dian)型激活途(tu)徑(jing)的(de)輔酶-氧(yang)復合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)，參與微(wei)生物(wu)(wu)(wu)藥(yao)物(wu)(wu)(wu)的(de)生物(wu)(wu)(wu)合(he)(he)成，拓展(zhan)(zhan)了(le)關于氧(yang)氣(qi)參與微(wei)生物(wu)(wu)(wu)合(he)(he)成代謝的(de)機制和作(zuo)用的(de)研究，為深入理(li)(li)解(jie)微(wei)生物(wu)(wu)(wu)在不(bu)同環(huan)境條件(jian)下的(de)代謝過(guo)程提供了(le)新的(de)視角和理(li)(li)論基礎(chu)。同時，本(ben)研究也讓(rang)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫酶的(de)相關研究從(cong)H2O2依(yi)賴(lai)性(xing)酶轉向O2依(yi)賴(lai)性(xing)酶，拓展(zhan)(zhan)了(le)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫酶這一(yi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)酶的(de)研究領域。

　　“該研(yan)究成(cheng)(cheng)(cheng)果不(bu)僅(jin)是基(ji)礎(chu)醫學院堅持(chi)有(you)組(zu)織(zhi)科(ke)(ke)研(yan)，打破界限、協同創新取得的成(cheng)(cheng)(cheng)果，也為(wei)學校(xiao)推進(jin)(jin)‘雙(shuang)一流’建(jian)設注入了強(qiang)大動力(li)(li)，為(wei)地方經濟社(she)會發展提供(gong)了有(you)力(li)(li)支(zhi)撐(cheng)。”學校(xiao)科(ke)(ke)研(yan)處負責(ze)人李勇進(jin)(jin)教授表(biao)示，將(jiang)不(bu)斷加大支(zhi)持(chi)力(li)(li)度(du)，為(wei)科(ke)(ke)研(yan)人員坐住坐穩“冷(leng)板凳”、敢于善(shan)于“攀頂峰”做(zuo)好服務，推動形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)更多“能上書架”“擺(bai)上貨架”的重大原始(shi)創新成(cheng)(cheng)(cheng)果。

　　近年來(lai)，學(xue)(xue)校(xiao)緊密(mi)圍繞市委市政(zheng)府《關(guan)于進一步支持杭州師范大學(xue)(xue)爭創國(guo)家(jia)“雙一流”建設高校(xiao)的(de)若干意見》，聚(ju)焦“頂天”“立地”，對標(biao)“六個一流”，統籌推進教(jiao)育(yu)(yu)科技人才(cai)一體化發(fa)展(zhan)(zhan)。通過實施“登峰工(gong)程”，開展(zhan)(zhan)有組織科研，推進以教(jiao)育(yu)(yu)學(xue)(xue)、分(fen)子(zi)手性與生物醫藥交叉(cha)學(xue)(xue)科為重(zhong)點(dian)的(de)學(xue)(xue)科群建設，推動(dong)不同學(xue)(xue)科間的(de)深度交叉(cha)融合，為重(zhong)大原始創新成果(guo)的(de)產生提(ti)供土壤，并設立“交叉(cha)學(xue)(xue)科團隊建設工(gong)程”專項資金，鼓勵學(xue)(xue)科交叉(cha)融合與標(biao)志性成果(guo)產出(chu)。