珊瑚活性萜类成分的生物合成钻研是国际上近年来才起头的前沿和热点钻研领域。继去年亿万先生MR医学院郭跃伟团队与合作者初次报路非柔性Eunicellane型二萜合酶MicA的生物合成机造（Nat. Commun.2024,15, 5940） ，近日 ，郭团队与乌兰察布新药创新山东省尝试室、中科环渤海高研院海洋药物钻研中心的徐宝福团队在珊瑚萜类的生物合成领域钻研又获得沉猛进展 ，作为共同通讯作者 ，结合中国科学院上海免疫与习染钻研所的王程远团队以及榆林大学的巫瑞波团队 ，在国际顶级期刊《Science Advances》上颁发了题为“Mining coral-derived terpene synthases and mechanistic studies of the coral biflorane synthase”的钻研论文。
论文链接：Science Adv.2025 ，Feb. 26th Online
萜类化合物在医药领域拥有沉要意思 ，很多沉要的临床药物如紫杉醇、青蒿素以及化妆品抗炎成分伪蕨素都源自萜类化合物。其中 ，海洋无脊椎动物软珊瑚是萜类化合物最沉要的起源之一 ，迄今为止 ，郭跃伟教授团队已从我国南海软珊瑚中分离鉴定出了超过2000个萜类化合物 ，其中很多拥有新鲜复杂的碳骨架和多方面显著的生物活性。然而 ，海洋珊瑚起源天然产品钻研依然面对着资源濒临灭绝 ，药源分子供给难以维系难题。随着合成生物学的急剧发展 ，通过生物合成蹊径解析和异源表白实现指标产品的持续高效出产 ，已成为解决天然产品药源供给问题的沉要伎俩。
钻研团队对公开的柳珊瑚Paramuricea clavata基因组进行了深刻挖掘 ，成功发现了一种新型biflorane合酶PcTS1 ，并对其催化机造进行了具体钻研。
图1柳珊瑚P. clavata中萜类合酶的挖掘和活性表征
为了深刻理解PcTS1的催化结构基础 ，钻研人员对PcTS1进行了晶体结构解析 ，经过蛋白纯化和晶体造就 ，最终成功获得了PcTS1的蛋白晶体 ，并解析出了其单晶结构（分辨率为3.5 ? ，PDB ID: 8ZWZ）。这是目前第二例海洋起源蛋白晶体的报路 ，有助于钻研人员对海洋起源萜类合酶催化结构基础的理解 ，为后续钻研中的工程刷新奠定基础。
图2PcTS1的蛋白结构
在解析PcTS1催化机造的基础上 ，钻研团队还对该酶进行了工程刷新 ，通过特定氨基酸的突变 ，能够有效地扭转关键氨基酸与底物的相互作用 ，从而调控催化蹊径 ，天生新的产品。这一钻研成就为酶的定向进化和幼分子药物的设计提供了新的思路。
图3PcTS1的突变钻研
该钻研初次实现了对海洋软珊瑚起源的Biflorane二萜的生物合成酶的发现及其合成机造钻研 ，标志取我国在该领域获得沉大突破 ，添补了国内空缺 ，为海洋珊瑚萜类化合物的生物合成钻研启发了新的方向 ，为解决多年以来的海洋珊瑚活性化合物的起源问题提供了新的解决规划 ，即通过生物合成钻研实现海洋珊瑚活性化合物的异源高效出产。
郭跃伟 ，亿万先生MR教授 ，博士生导师 ，国度卓越青年 ，中科院“百人打算”、首批“新世纪百千万人才工程”国度级人选、国务院“当局特殊津贴专家”嘉奖及称号、上海视装优良学科带头人” ，2023年6月参与亿万先生MR医学院。郭教授持久致力于中国海洋生物中生物活性成分的钻研 ，获得了系统和创新的成就 ，在国际驰名学术期刊（Chem Rev.,Nat. Prod. Rep.,Nat. Common., Sci. Adv., J. Am. Chem.Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.,Org.Letts.等）颁发多篇钻研论文 ，钻研工作达到了国际先进水平。
