許多活性藥物都來自天然產物，之所以這么叫，是因為通常只有微生物才能產生復雜的結構。類似于工廠的生產線，大型酶復合物將這些活性劑分子聚合在一起。慕尼黑理工大學（TUM）和法蘭克福歌德大學（Goete University Frankfurt）的一個研究小組已經成功地剖開了其中一個分子工廠的基本機制。

許多活性藥物都來自天然產物，之所以這么叫，是因為通常只有微生物才能產生復雜的結構。類似于工廠的生產線，大型酶復合物將這些活性劑分子聚合在一起。慕尼黑理工大學（TUM）和法蘭克福歌德大學（Goete University Frankfurt）的一個研究小組已經成功地剖開了其中一個分子工廠的基本機制。

許多重要的藥物，如抗生素或抗癌活性劑，都是由微生物（如細菌或真菌）合成的天然產物。在實驗室里，這些天然產物往往根本無法生產出來，或者需要付出很大的努力。許多這類化合物的起始點是聚酮類化合物。

在一個微生物細胞中，如發光光桿狀菌（Photorhabdus luminescens），它們是通過聚酮合成酶（PKS）產生這類化合物的。在PKSⅡ型系統的第一階段，為了逐步建立起所需的分子，四種蛋白質協同工作。

在第二階段，它們被進一步的酶修飾成所需的天然產物。以這種方式生產的細菌天然產物的例子包括臨床上使用的四環素抗生素或抗癌藥物阿霉素。

跨學科合作

雖然第二階段的改性步驟得到了很好的研究，但到目前為止，對第一階段的一般功能幾乎沒有任何見解，在這些分子工廠中，高活性聚酮中間產物與酶復合物結合并受到保護，使其不能自發反應。

慕尼黑技術大學生物化學教授邁克爾?格羅爾（Michael Groll）和法蘭克福歌德大學（Goete University Frankfurt）分子生物技術教授海爾格?博德（Helge Bode）兩個工作組合作，現已彌合了這一差距，這些成果發表在著名的科學期刊《Nature Chemistry》上。

這些發現對活性劑的新合成有啟發作用

Michael解釋說：“在這項工作的背景下，我們第一次能夠借助X射線結構分析來分析II型聚酮合酶的不同伴侶蛋白復合物，更詳細地了解了整個催化循環。”

“基于這些發現，將來有可能以有針對性的方式操縱中樞生化過程，從而改變基本結構，而不是局限于修飾酶，”Helge補充道。

盡管開發改良抗生素和其他藥物還有很長的路要走，但兩個課題組都樂觀地認為，現在分子工廠缺失部分的結構和機制可以解釋了。“我們已經獲得了合成新蛋白質復合物的潛力數據。”