最近，來自美國????博伊斯湯普森研究所（Boyce Thompson Institute）和康奈爾大學(xué)的科學(xué)家所進(jìn)行的一項(xiàng)新研究揭示了動(dòng)物體內(nèi)的一種顛覆性的生化循環(huán)過程，該過程利用細(xì)胞廢物產(chǎn)生在生物學(xué)中發(fā)揮關(guān)鍵作用的新型化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)在調(diào)節(jié)行為、發(fā)育和衰老方面發(fā)揮著重要作用。該發(fā)現(xiàn)剛剛發(fā)表在Nature Chemical Biology上，它徹底改變了我們對動(dòng)物和人類功能的理解，為探索超過 100 000 種未經(jīng)研究的化學(xué)代謝物開辟了新的研究方向。
這項(xiàng)研究表明，以前被認(rèn)為一種編碼水解酯類的羧酸酯酶（carboxylesterases）的基因?qū)嶋H上在從通常被認(rèn)為是“細(xì)胞廢物”的構(gòu)件中組裝各種新代謝物方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。 令人驚訝的是，發(fā)現(xiàn)這種羧酸酯酶有助于酯鍵和酰胺鍵的形成，而不是水解酯類。
研究者以秀麗隱桿線蟲和其他線蟲為研究對象，發(fā)現(xiàn)它們能將生化降解途徑的產(chǎn)物重新用于組裝成具有多種信號(hào)功能的復(fù)雜模塊化結(jié)構(gòu)。其中包括神經(jīng)遞質(zhì)、氨基酸、核苷和脂肪酸代謝的組成部分附著在基于雙脫氧己糖——蛔糖（ascarylose）或葡萄糖的支架上，從而產(chǎn)生數(shù)百種模塊化的蛔糖苷（ascaroside）和葡糖苷（glucoside）。 全基因組關(guān)聯(lián)研究已將羧酸酯酶確定為介導(dǎo)模塊化組裝的關(guān)鍵酶，再通過非靶向代謝組學(xué)實(shí)現(xiàn)快速化合物又發(fā)現(xiàn)，模塊化代謝物生物合成起源于對保守解毒機(jī)制的“劫持”。 因此，模塊化代謝物代表了一種獨(dú)特的生物合成策略，用于在線蟲中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)和功能多樣性，補(bǔ)充了主要由聚酮合酶和非核糖體肽合成酶衍生的微生物天然產(chǎn)物。 盡管模塊化代謝物生物合成和功能的許多方面仍有待闡明，但它們的鑒定證明了表型驅(qū)動(dòng)的化合物發(fā)現(xiàn)、非靶向代謝組學(xué)和基因組方法如何協(xié)同促進(jìn)代謝“暗物質(zhì)”的注釋。
蛔糖
這一發(fā)現(xiàn)表明，人類對生物化學(xué)的理解在很大程度上仍然不完整，它有可能徹底改變我們對包括人類在內(nèi)的動(dòng)物如何運(yùn)作的理解。
這種生化循環(huán)機(jī)制的發(fā)現(xiàn)為未來的研究開辟了令人興奮的新途徑，有可能顯著加速未知代謝物的結(jié)構(gòu)和功能注釋。
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