转自：生物谷

在一项冲突性的参议中，加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学参议所的参议团队揭示了一种名为小定鞭金藻（Prymnesiumparvum）的微藻若何坐褥复杂毒素的奥密。在这个进程中，他们发现了一个生物学规模中前所未见的巨大卵白质，被定名为PKZILLA-1，这一发现不仅刷新了卵白质尺寸的记录，还翻开了新药研发和新材料探索的大门。

有关参议恶果发表在2024年8月9日的Science期刊上，论文标题为“Giantpolyketidesynthaseenzymesinthebiosynthesisofgiantmarinepolyethertoxins”。

参议团队认真东说念主之一，布拉德利·摩尔（BradleyMoore）西宾将PKZILLA-1比方为卵白质界的珠穆朗玛峰，其体积比前记录保合手者——东说念主体肌肉中的titin卵白还要大25%，长度可达惊东说念主的1微米。PKZILLA-1与其较小的同寅PKZILLA-2共同组成了小定鞭金藻产生致命毒素——prymnesin的枢纽。

参议还发现了限度这些巨无霸卵白坐褥的特殊巨大的基因，这一发现可能极地面改善对小定鞭金藻激勉的无益藻华的监测妙技博士后参议员TimothyFallon说，“监测基因而不是毒素或能让咱们在藻华启动之前就发现它们，而不是在毒素扩散后才气识别它们。”

小定鞭金藻是一种群众漫衍的单细胞生物，其滋长过度时会导致鱼类逝世，这是因为其分泌的毒素可损伤鱼鳃。2022年，该藻类在波兰与德国边境的奥得河爆发，变成了500至1000吨鱼类的逝世。它对群众各地的水产繁衍业组成威迫，从得克萨斯州到斯堪的纳维亚半岛均受其害。

图片来自Science, 2024, doi:10.1126/science.ado3290

小定鞭金藻产生的毒素属于一类名为聚酮聚醚的化合物，其中包括了影响佛罗里达州的主要赤潮毒素brevetoxinB以及南太平洋和加勒比海珊瑚礁鱼类中的ciguatoxin。这些毒素是生物学中最大且结构最复杂的分子之一，长期以来，科学家一直困惑于微生物若何合成如斯纷乱的分子。

自2019年起，摩尔、福伦以及另一位共同第一作家、维克拉姆·申德（VikramShende）博士后启动从生化和遗传学角度探索小定鞭金藻的毒素坐褥机制。

在本参议中，参议小组当先对小定鞭金藻的基因组进行测序，寻找与毒素合成有关的基因。但并未能找到谜底，这促使他们更换专诚用于发现超长基因的技能来测序，最终发现了小定鞭金藻使用巨型基因坐褥巨型有毒分子的奥密。

在证据了PKZILLA-1和PKZILLA-2基因后，参议者分析了这些基因若何指引毒素的合成。当他们拼集出PKZILLA卵白的全貌时，其巨大尺寸令东说念主震悚。PKZILLA-1卵白的质料高达4.7兆说念尔顿，而PKZILLA-2也达到了3.2兆说念尔顿，远超平方卵白质的平均质料。这些卵白实质上是酶，好像催化化学响应，参议者通过计算考据了这两种酶触发的239个化学样貌，与小定鞭金藻毒素的结构齐全一致。

摩尔西宾以为，跟踪小定鞭金藻制造毒素的复杂进程，揭示了当然界制造复杂化学物资的新战略。以前，他们但愿能诈欺这些学问在推行室中合成新的药物和材料，斥地化学参议的新寰球。基因监测技能的应用将使得对小定鞭金藻的监控愈加高效且经济，近似于COVID-19疫情时辰世俗使用的PCR测试。

此外，参议团队揣摸打算将他们的非传统筛选技能应用于其他产生聚酮聚醚毒素的物种，以期发现更多毒素背后的基因，为群众规模内的无益藻类水华提供预警机制，尤其是那些可能影响数百万东说念主健康的毒素，如ciguatoxin。

这一发现不仅是对小定鞭金藻毒素制造机制的要害冲突，也为科学界提供了真切交融当然界化学魔法的窗口，预示着在医药和工业规模潜在的变嫌应用。

参考府上：

TimothyR.Fallonetal.Giantpolyketidesynthaseenzymesinthebiosynthesisofgiantmarinepolyethertoxins.Science,2024,doi:10.1126/science.ado3290.

（转自：生物谷）