新研究揭示了精神活性真菌中酶的结构和进化

一个国际研究小组研究了致幻蘑菇的主要成分裸盖菇素的生物合成。他们对酶 PsiM 的结构和反应机制有了新的认识。它在裸盖菇素的生产中起着关键作用。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

精神活性物质裸盖菇素是裸盖菇属所谓“神奇蘑菇”最重要的天然产物，这使得这些蘑菇成为一种流行的药物。然而，近年来，裸盖菇素在治疗多种精神疾病方面也变得越来越有趣。它在治疗抑郁症、成瘾和焦虑方面显示出可喜的效果。因此，裸盖菇素作为活性药物成分已处于临床测试的高级阶段。

裸盖菇素是由真菌在复杂的生化过程中由氨基酸 L-色氨酸形成的。 PsiM(一种甲基转移酶)在此过程中发挥着重要作用。它连续催化两个甲基化反应，这是裸盖菇素生产的最后两个步骤。

“自然界中有许多甲基转移反应，”德克·霍夫迈斯特说。他是耶拿弗里德里希席勒大学药物微生物学教授，并领导莱布尼茨天然产物研究和感染生物学研究所——汉斯诺尔研究所 (Leibniz-HKI) 的一个相关研究小组。 “在这里，我们问自己裸盖菇素的生产到底是如何完成的。”

两种酶，一个来源

为此，由晶体学家 Bernhard Rupp 和耶拿研究人员领导的因斯布鲁克医科大学团队通过生物化学和 X 射线晶体结构分析研究了 PsiM 酶。这种方法可以使蛋白质在原子水平上可视化，从而可以以超高分辨率描绘反应的几个阶段。

对蛋白质结构的检查揭示了真菌酶 PsiM 和通常负责 RNA 修饰的酶在结构上惊人的相似性。尽管也存在差异，但巨大的结构相似性表明真菌酶是从单一甲基化 RNA 甲基转移酶进化而来的。

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