中国医学科学院药物所和中科院生物物理所合作研究，发现了一个源于微生物、具有显著底物及反应杂泛性的新颖芳香类化合物异戊烯基转移酶（AtaPT），揭示出其杂泛性的分子机制，展现了该酶在药用活性化合物生物合成与天然药物合成生物学方面有巨大应用前景。19日，英国《自然—化学生物学》杂志以全文在线发表了他们的研究论文。

传统上，酶被认为具有严格的底物及反应特异性。然而，近年来研究发现，许多酶却能催化不同于其“天然”的底物或反应，即杂泛性。酶的杂泛性越来越受到科学界的关注，但其分子机制尚未完全阐明。

此次，我国科学家从一株海洋红树林来源的土曲霉的基因组中，首次发掘到一个新颖的aPTase基因AtaPT。研究发现，重组AtaPT不仅能接受不同链长的异戊烯基供体，而且还能催化包括木脂素、色氨酸环二肽、喹啉生物碱、氧杂蒽酮、二苯甲酮、黄酮、香豆素等多种结构类型芳香类化合物进行高效异戊烯基化反应，显示了前所未有的底物与反应杂泛性。

该研究进一步通过结构生物学阐明了AtaPT具有显著杂泛性的分子机制：AtaPT三维立体结构中拥有一个明显大于已报道的其他异戊烯基转移酶的疏水性受体底物结合腔；AtaPT底物结合腔中存在多个不同的底物结合位点；AtaPT具有多种构象，以适合不同结构底物的结合。该研究进一步在结构导向下，通过理性设计并结合基因定点突变技术，实现了从反应“杂泛性”到“选择性”的人工操控。