来自中国医学*药物研究所，中科院生物物理研究所的研究人员从一株海洋红树林来源的土曲霉的基因组中发掘到一个新颖的aPTase基因AtaPT。并通过结构生物学阐明了AtaPT具有显著杂泛性的分子机制，研究指出AtaPT在药用活性化合物生物合成与天然药物合成生物学方面的巨大应用前景。
这一研究成果在线公布于12月19日的Nature Chemical Biology杂志上，文章的通讯作者分别是中国医学*药物研究所戴均贵教授，以及生物物理研究所孙飞研究员。戴均贵教授曾入选2006年度“*新世纪人才支持计划”，被聘为协和学者特聘教授，协和创新团队带头人等，主要研究方向为天然药物生物合成 开展药用植物与微生物活性天然产物生物合成研究等。
传统上，酶被认为具有严格的底物及反应特异性，然而究发现许多酶却能催化不同于其“天然”的底物或反应，即杂泛性。酶的杂泛性越来越受到科学界的关注，但其分子机制尚未*阐明。
在这篇文章中，研究人员发现了一个源于微生物、具显著底物及反应杂泛性的新颖芳香类化合物异戊烯基转移酶（aromatic prenyltransferase，aPTase）AtaPT，他们是从一株海洋红树林来源的土曲霉（Aspergillus terreus）的基因组中发掘到的AtaPT。研究发现，重组AtaPT不仅能接受不同链长（C5、C10、C15、C20）的异戊烯基供体，而且还能催化包括木脂素、*环二肽、喹啉生物碱、氧杂蒽酮、二苯甲酮、黄酮、香豆素等多种结构类型芳香类化合物进行异戊烯基化反应，包括单个以及多位点的O-、C-异戊烯基化反应等多种取代形式，显示了的底物与反应杂泛性。
研究人员还进一步通过结构生物学阐明了AtaPT具有显著杂泛性的分子机制：
1）AtaPT三维立体结构中拥有一个明显大于已报道的其他异戊烯基转移酶的疏水性受体底物结合腔；
2）AtaPT底物结合腔中存在多个不同的底物结合位点；
3）AtaPT具有多种构象，以适合不同结构底物的结合。
研究进一步在结构导向下，通过理性设计并结合基因定点突变技术，实现了从反应“杂泛性”到“选择性”的人工操控。这一研究对开发用于药用活性化合物生物合成以及合成生物学研究中引入异戊烯基的工具酶，进而为新药研发提供类型丰富的创新先导化合物具有重要意义。
异戊烯基取代的天然产物结构类型多样，并具多种药理活性，是创新药物的重要来源。天然产物分子中异戊烯基的引入不仅极大丰富了结构多样性，而且因亲脂性的增加而增强了与药物靶点的亲和力及生物利用度，从而提高了成药性。由于天然产物结构复杂多样，通过化学法进行异戊烯基化困难，利用杂泛性异戊烯基转移酶进行异戊烯基化则为此提供了新的策略。
