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記者從中國科學院獲悉，中國科學院微生物研究所陳義華團隊、李德峰團隊聯(lián)合廈門大學王斌舉團隊，發(fā)現(xiàn)一種金屬異構酶具有催化己糖氧化裂解的新功能，揭示了微生物利用“一酶雙功能”實現(xiàn)代謝平衡的精妙策略。該研究成果近日發(fā)表于國際學術期刊《自然-催化》。

糖類是生命活動的重要能量和結構基礎，其中己糖的碳-碳鍵斷裂是其進入代謝的關鍵步驟。在次級代謝過程中，科研人員此前對己糖裂解反應機制知之甚少。

研究團隊以具有顯著抗菌活性的天然產(chǎn)物“環(huán)烯酸菌素”為對象，解析了其中關鍵酶Art22的結構與功能。該酶具有典型的TIM桶狀結構，不僅能催化己酮糖異構化，還可借助金屬離子活化氧氣，將己糖氧化裂解為短鏈化合物并釋放二氧化碳。

尤為重要的是，Art22能在同一活性中心依次完成異構化與氧化裂解兩步反應，在菌體內(nèi)同時承擔“合成”與“降解”雙重角色：既促進抗菌分子的生成抑制競爭細菌，又使胞內(nèi)微量毒性產(chǎn)物及時失活保護自己，維持著精妙的平衡。

科研人員表示，該研究首次闡明了一種全新的糖類氧化裂解機制，拓展了金屬酶催化反應類型的認知，為微生物代謝調(diào)控機制提供了新見解，也為天然產(chǎn)物藥物研發(fā)和酶工程應用提供了理論依據(jù)。