最近伊利諾斯大學(xué)研究人員成功使一種抗生素在其非天然菌（non-native host,，生物通編著譯）中合成,，預(yù)計(jì)這項(xiàng)成果有助于研制治療細(xì)菌感染的新措施。
日益加劇的抗生素抗性極大地威脅人類健康,，需要發(fā)展抵抗病原體的新途徑,。磷霉素（Fosfomycin）被食品和藥品管理局批準(zhǔn)，可用于治療各種細(xì)菌感染的一種天然抗生素,，有研究證實(shí)其能治療已經(jīng)對青霉素和萬古霉素產(chǎn)生抗性的細(xì)菌感染,。
磷霉素是由一系列膦酸（phosphonic acids，含有碳——磷鍵）組成的復(fù)合物,，能夠抑制細(xì)菌細(xì)胞壁形成所需的一種酶的活性,。“膦酸是尚未經(jīng)過開發(fā)的具有治療人類疾病潛在價(jià)值的生物活性成分，”化學(xué)和生物分子工程教授趙惠民（Huimin Zhao,，音譯）說,，“我們希望弄清磷霉素的全部工作機(jī)理。”
刊登于11月27日《Chemistry and Biology》的一篇文章報(bào)道,，趙教授和化學(xué)教授Wilfred A. van der Donk首次在非磷霉素天然菌中成功合成磷霉素,。
多種細(xì)菌可以產(chǎn)生磷霉素,，但是產(chǎn)量都很低,。研究人員利用伊利諾斯州微生物學(xué)研究員William W. Metcalf發(fā)明的克隆方法，克隆出磷霉素合成所需的重要基因,，然后轉(zhuǎn)到非天然菌中,，產(chǎn)生大量的磷霉素。
當(dāng)從磷霉素天然菌Streptomyces fradiae中將磷霉素基因分離后,，發(fā)現(xiàn)該菌某些基因的活性被關(guān)閉了,。接著，研究人員在非天然菌（Streptomyces lividians）中測量磷霉素的表達(dá)情況,。
趙和van der Donk在研究生Ryan Woodyer,、Zengyi Shao的幫助下，發(fā)現(xiàn)合成磷霉素不僅僅需要表達(dá)磷霉素的基因,，還需要那些活性被抑制的基因的幫助,。
“我們希望能夠在Escherichia coli中表達(dá)磷霉素，因?yàn)槟菢泳涂梢岳貌煌牡鞍缀痛x工程工具對磷霉素生物合成途徑進(jìn)行操作,。最終,，我們能夠?qū)⒘酌顾氐纳a(chǎn)成本降低。”
先前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了磷脂酶生物合成有關(guān)的四種重要基因和部分途徑,，但是研究人員仍無法在非天然菌中表達(dá)磷霉素,，趙的發(fā)現(xiàn)提示其生物合成途徑特別需要附加基因的參與。
伊利諾大學(xué)爾巴那香檳(Urbana-Champaign)分校的研究人員,，成功的利用復(fù)制技術(shù)合成一種抗生素,，讓人們能避免細(xì)菌感染。過去數(shù)十年來，由于過度使用抗生素使大部份的細(xì)菌產(chǎn)生的抗藥性,，對人類的健康造成極大的威脅,，開發(fā)新的有效的抗生素變得格外重要。
Fosfomycin是phosphonic acid的衍生物,，能有效抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的形成,，為一廣效性的抗生素。Fosfomycin也是一種經(jīng)過FDA許可的天然抗生素,，同時(shí)也被用來對付已對penicillin以及vancomycin無效的細(xì)菌,。Huimin Zhao教授說：希望透過了解fosfomycin生合成的過程，利用復(fù)制的方法量產(chǎn),。此研究發(fā)表于11月27日的Chemistry and Biology期刊,。
Zhao教授說：現(xiàn)在的目標(biāo)是要在大腸桿菌中表現(xiàn)fosfomycin，主要是因?yàn)榭梢越逵缮锛夹g(shù)的方法,，運(yùn)用菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)以進(jìn)行fosfomycin的生合成,，最終，希望能符合成本效益的制造這個(gè)廣效性的抗生素,。先前已有科學(xué)家提出需要有4個(gè)重要的基因存在才能合成fosfomycin,，但他們并未成功的在活體外制造出fosfomycin，Zhao教授的這項(xiàng)研究指出：要成功的生合成fosfomycin仍需要額外的基因加入,，而生合成fosfomycin機(jī)制的探討,，也讓他們首先在活體外成功的合成fosfomycin。
