名称:Cerulenin
品牌: Medlife
CAS号:17397-89-6
货号:PC15366
规格:5mg/价格:¥1925.00
规格:10mg/价格:¥3640.00
规格:50mg/价格:¥14210.00
链接:https://www.med-life.cn/product/884877.html
在代谢调控、抗肿瘤治疗及微生物工程领域,一种名为Cerulenin的天然化合物正引发广泛关注。作为首个被发现的脂肪酸合成酶(FAS)抑制剂,它不仅在基础研究中扮演关键角色,更在药物开发中展现出独特潜力。本文将结合最新研究进展,解析Cerulenin的科研价值与应用前景。
一、Cerulenin的发现与作用机制
Cerulenin最初由2015年诺贝尔生理学或医学奖得主大村智团队从真菌Sarocladium oryzae中分离,其化学结构包含一个亲水环氧基团和一个疏水壬二烯基尾部。这种特殊结构使其能够共价结合FAS的酮脂酰合成酶结构域(KS domain),通过C-2/C-3逆醛醇键断裂和分子重排反应,不可逆地抑制脂肪酸与甾醇的合成。
关键发现:
2008年Grininger课题组揭示其与FASα亚基的结合位点;
2024年Burkart课题组进一步阐明其分子重排机制;
研究证实其可减少小鼠进食量、增加能量消耗,具有瘦素样减肥效果,但因全身性不良反应限制了临床应用。
二、科研应用:多领域突破
1. 代谢调控与疾病研究
抗肥胖机制:Cerulenin通过抑制FAS活性,干扰脂肪合成通路。在ob/ob肥胖小鼠模型中,60 mg/kg剂量可显著抑制体重增长,并提升ATP水平,揭示其能量代谢调节作用。
抗糖尿病潜力:研究显示其可降低肝转移性结肠癌小鼠的肿瘤负荷,同时抑制磷酸化Akt水平,提示对代谢综合征相关疾病的干预价值。
2. 抗肿瘤治疗
直接杀伤作用:Cerulenin对ZR-75-1乳腺癌细胞(IC50=0.5 μg/mL)等癌细胞系表现出选择性毒性,通过诱导凋亡抑制增殖。
协同增效:与拓扑异构酶抑制剂SN-38联用,可显著增强细胞凋亡效果,为联合疗法提供新思路。
机制拓展:除FAS抑制外,Cerulenin还被发现可阻断抗原呈递细胞的抗原加工过程,影响T细胞激活,揭示其免疫调节潜力。
3. 微生物工程与合成生物学
2024年,山东大学尚卓课题组联合国际团队首次解析了Cerulenin的生物合成途径:
基因簇鉴定:通过全基因组测序,在Sarocladium属真菌中发现包含11个基因的cer基因簇,其中HR-PKS(cerA)负责聚酮骨架合成,酰胺转移酶(cerD)催化脂肪酸酰胺化。
自抗性机制:生产菌株通过表达FASα亚基同源蛋白(cerI)抵抗自身毒性,为合成生物学中“自抗性基因”设计提供了范例。
异源表达验证:在构巢曲霉中重构cer基因簇,成功生产Cerulenin,并证实转运蛋白(cerG)与假设蛋白(cerH)不直接参与合成。
三、研究工具与实验设计建议
1. 体外实验
细胞活性检测:使用MTT法或CCK-8试剂盒,测定Cerulenin对癌细胞系的IC50值。
代谢通路分析:通过qPCR检测FAS、SREBP-1等基因表达,结合Western blot验证蛋白磷酸化水平。
联合用药:与SN-38、洛伐他汀等药物联用,观察协同效应。
2. 体内实验
动物模型:在ob/ob肥胖小鼠或肿瘤移植模型中,评估不同剂量(30/60 mg/kg)的长期疗效。
机制研究:检测血清中IL-1β、TNFα等炎症因子水平,分析能量代谢相关指标(如ATP、线粒体呼吸链活性)。
3. 微生物工程
基因编辑:利用CRISPR-Cas9技术敲除cer基因簇中的关键基因(如cerD、cerP2),验证其功能。
代谢流分析:通过13C标记实验,追踪Cerulenin合成途径中的碳流分布。
四、未来展望
随着合成生物学与代谢组学的发展,Cerulenin的研究正从基础机制向应用转化:
结构优化:通过半合成改造降低其全身毒性,开发靶向递送系统;
联合疗法:探索与免疫检查点抑制剂或化疗药物的协同方案;
工业生产:利用异源表达系统提高产量,降低生产成本。
Cerulenin作为天然FAS抑制剂的“明星分子”,其科研价值已远超最初的抗真菌应用。从代谢疾病到抗肿瘤治疗,从基因簇解析到合成生物学,这一化合物正持续激发科学家的创新灵感。对于从事代谢研究、药物开发或微生物工程的科研人员而言,Cerulenin无疑是一个值得深入探索的“工具箱”。
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