新研究揭示了精神活性真菌中酶的結構和進化

一個國際研究小組研究了致幻蘑菇的主要成分裸蓋菇素的生物合成。他們對酶 PsiM 的結構和反應機制有了新的認識。它在裸蓋菇素的生產中起著關鍵作用。研究結果發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

精神活性物質裸蓋菇素是裸蓋菇屬所謂“神奇蘑菇”最重要的天然產物，這使得這些蘑菇成為一種流行的藥物。然而，近年來，裸蓋菇素在治療多種精神疾病方面也變得越來越有趣。它在治療抑郁癥、成癮和焦慮方面顯示出可喜的效果。因此，裸蓋菇素作為活性藥物成分已處于臨床測試的高級階段。

裸蓋菇素是由真菌在復雜的生化過程中由氨基酸 L-色氨酸形成的。 PsiM(一種甲基轉移酶)在此過程中發(fā)揮著重要作用。它連續(xù)催化兩個甲基化反應，這是裸蓋菇素生產的最后兩個步驟。

“自然界中有許多甲基轉移反應，”德克·霍夫邁斯特說。他是耶拿弗里德里希席勒大學藥物微生物學教授，并領導萊布尼茨天然產物研究和感染生物學研究所——漢斯諾爾研究所 (Leibniz-HKI) 的一個相關研究小組。 “在這里，我們問自己裸蓋菇素的生產到底是如何完成的。”

兩種酶，一個來源

為此，由晶體學家 Bernhard Rupp 和耶拿研究人員領導的因斯布魯克醫(yī)科大學團隊通過生物化學和 X 射線晶體結構分析研究了 PsiM 酶。這種方法可以使蛋白質在原子水平上可視化，從而可以以超高分辨率描繪反應的幾個階段。

對蛋白質結構的檢查揭示了真菌酶 PsiM 和通常負責 RNA 修飾的酶在結構上驚人的相似性。盡管也存在差異，但巨大的結構相似性表明真菌酶是從單一甲基化 RNA 甲基轉移酶進化而來的。

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