细菌是如何形成天然产物，原来还有这些妙用


细菌（学名：Bacteria）是指生物的主要类群，属于细菌域。也是所有生物中数量*多的一类，据估计，其总数约有5×10^30个。细菌的形状相当多样，主要有球状、杆状，以及螺旋状。

 

细菌也对人类活动有很大的影响。一方面，细菌是许多疾病的病原体，可以通过各种方式，如接触、消化道、呼吸道、昆虫叮咬等在正常人体间传播疾病，具有较强的传染性，对社会危害极大。 [2]  另一方面，人类也时常利用细菌，例如乳酪及酸奶和酒酿的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等，都与细菌有关。在生物科技领域中，细菌也有着广泛的运用


许多活性药物都来自天然产物，之所以这么叫，是因为通常只有微生物才能产生复杂的结构。类似于工厂的生产线，大型酶复合物将这些活性剂分子聚合在一起。慕尼黑理工大学（TUM）和法兰克福歌德大学（Goete University Frankfurt）的一个研究小组已经成功地剖开了其中一个分子工厂的基本机制。

 

 

许多重要的药物，如抗生素或抗癌活性剂，都是由微生物（如细菌或真菌）合成的天然产物。在实验室里，这些天然产物往往根本无法生产出来，或者需要付出很大的努力。许多这类化合物的起始点是聚酮类化合物。

 

 

在一个微生物细胞中，如发光光杆状菌（Photorhabdus luminescens），它们是通过聚酮合成酶（PKS）产生这类化合物的。在PKSⅡ型系统的第1阶段，为了逐步建立起所需的分子，四种蛋白质协同工作。

 

 

在第二阶段，它们被进一步的酶修饰成所需的天然产物。以这种方式生产的细菌天然产物的例子包括临床上使用的四环素抗生素或抗癌药物阿霉素。

 

虽然第二阶段的改性步骤得到了很好的研究，但到目前为止，对第1阶段的一般功能几乎没有任何见解，在这些分子工厂中，高活性聚酮中间产物与酶复合物结合并受到保护，使其不能自发反应。

 

 

慕尼黑技术大学生物化学教授迈克尔•格罗尔（Michael Groll）和法兰克福歌德大学（Goete University Frankfurt）分子生物技术教授海尔格•博德（Helge Bode）两个工作组合作，现已弥合了这一差距，这些成果发表在著名的科学期刊《Nature Chemistry》上。

 

 

Michael解释说：“在这项工作的背景下，我们第1次能够借助X射线结构分析来分析II型聚酮合酶的不同伴侣蛋白复合物，更详细地了解了整个催化循环。”

 

 

细菌通常与酵母菌及其他种类的真菌一起用于发酵食物，例如在醋的传统制造过程中，就是利用空气中的醋酸菌（Acetobacter）使酒转变成醋。其他利用细菌制造的食品还有奶酪、泡菜、酱油、醋、酒、优格等。细菌也能够分泌多种抗生素，例如链霉素即是由链霉菌（Steptomyces）所分泌的。