kolibaktin, ett giftigt ämne som produceras av tarmbakterier, inklusive vissa stammar av E. Coli, och tros bidra till tjocktarmscancer, monteras via en kemisk omvandling som aldrig tidigare skådats, enligt Northwestern Medicine-forskning publicerad i Naturens kemiska biologi .

Före dessa fynd, många av mekanismerna bakom den molekylära sammansättningen av kolibaktin var i stort sett okända. Den nyupptäckta processen innebär en överraskande roll för en kemikalie som kallas en enzymkofaktor.

"I vanliga fall, kofaktorer hjälper enzymer att uppnå katalys, men de brukar inte involvera det här, " sa studiens medförfattare Neil Kelleher, PhD, professor i medicin vid avdelningen för hematologi och onkologi.

Denna kofaktor, kallas S-adenosylmetionin (SAM), donerar vanligtvis en metylgrupp till ett enzym. I detta fall, kolibaktin tog den metylgruppen plus ytterligare atomer för att använda som byggstenar vid sammansättningen.

"Detta är en häpnadsväckande ny enzymatisk transformation i naturen, " sa Kelleher. "Det är hur evolutionen skapade detta genotoxin, och vi håller just nu på att ta reda på de verkliga detaljerna för hur denna roliga lilla treledade ring skapas."

Att lära sig mer om hur kolibaktin bildas är nyckeln till att utveckla interventioner, sa Kelleher.

"Ju mer du vet om de underliggande mekanismerna, ju mer specifik din strategi kan vara, " han sa.

Sekvensering av svampgenom för drogupptäckt

Kellehers genomundersökningar har också resulterat i utvecklingen av en ny plattform för analys av svampars genom, som har potential att ge massor av nya bioaktiva molekyler som en dag skulle kunna utvecklas till nya läkemedel.

Tidigare publicerad i Naturens kemiska biologi , multi-site studie av plattformen, kallas svampar konstgjorda kromosomer och metabolisk poängsättning (FAC-MS), visade att tillvägagångssättet har potential att återuppliva upptäckten av naturliga läkemedel.

FAC-teknologi bryter upp svampens genom till DNA-segment av megabasstorlek, som innehåller hela biosyntetiska genkluster som är associerade med specialiserade metaboliter. Dessa metaboliter representerar en enorm outnyttjad reservoar av potentiella läkemedel, enligt studien. Eftersom FAC-MS analyserar genomet, forskare får inte bara metaboliterna utan generna som skapade dem, ger forskarna möjlighet att skala eller ändra de nya föreningarna.

"Det är ett viloläge som är redo att explodera, sa Kelleher, även chef för Northwestern Proteomics och professor i biokemi och molekylär genetik.