新華社北京10月3日電（記者胡喆、顧天成）記者從中國(guó)科學(xué)院獲悉，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所陳義華團(tuán)隊(duì)、李德峰團(tuán)隊(duì)聯(lián)合廈門大學(xué)王斌舉團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)一種金屬異構(gòu)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(shí)現(xiàn)代謝平衡的精妙策略。該研究成果近日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-催化》。

糖類是生命活動(dòng)的重要能量和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，其中己糖的碳-碳鍵斷裂是其進(jìn)入代謝的關(guān)鍵步驟。在次級(jí)代謝過(guò)程中，科研人員此前對(duì)己糖裂解反應(yīng)機(jī)制知之甚少。

研究團(tuán)隊(duì)以具有顯著抗菌活性的天然產(chǎn)物“環(huán)烯酸菌素”為對(duì)象，解析了其中關(guān)鍵酶Art22的結(jié)構(gòu)與功能。該酶具有典型的TIM桶狀結(jié)構(gòu)，不僅能催化己酮糖異構(gòu)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(gòu)化與氧化裂解兩步反應(yīng)，在菌體內(nèi)同時(shí)承擔(dān)“合成”與“降解”雙重角色：既促進(jìn)抗菌分子的生成抑制競(jìng)爭(zhēng)細(xì)菌，又使胞內(nèi)微量毒性產(chǎn)物及時(shí)失活保護(hù)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(jī)制，拓展了金屬酶催化反應(yīng)類型的認(rèn)知，為微生物代謝調(diào)控機(jī)制提供了新見(jiàn)解，也為天然產(chǎn)物藥物研發(fā)和酶工程應(yīng)用提供了理論依據(jù)。（完）