天然产物是创新药物、食品、香料和日化产品等的重要来源，与人类的生活密不可分。
近年来，随着现代生物技术和天然产物化学技术的发展和融合，天然产物生物合成研究快速发展。一批天然产物的生物合成途径被解析，许多天然产物生物合成相关的途径酶与后修饰酶被挖掘和功能表征。进一步，这些参与天然产物生物合成的途径酶编码基因被组装到不同的底盘细胞中，利用合成生物学技术构建细胞工厂，用于天然产物的生物合成。
由此可见，酶在天然产物的生物合成中起到了至关重要的作用。“小分子天然化合物的修饰包括甲基化、糖基化和羟基化，与这些修饰相对应的是三类酶：甲基转移酶、糖基转移酶和P酶。”贾开志副教授说道。
贾开志于年进入河北农业大学园艺学院就读蔬菜学专业，之后在该校本硕连读。于年进入南京农业大学生命科学学院就读微生物博士，师从环境微生物学家李顺鹏教授；之后进入中国科学院青岛生物能源与过程研究所工作，基于对工业生物技术的浓厚兴趣，１年后进入中国科学院微生物研究所从事博士后研究，合作导师为李寅教授。“李寅教授对我的影响非常大，不管是教书育人还是科研思路上都给予了我极大的帮助，在微生物研究所做博后的那几年，我真正体会到了什么叫追求卓越，至今我都怀念微生物所的学术氛围。”
年，贾开志正式进入湖北工业大学任职，他现为该校生物工程与食品学院副教授。近两年来，其研究方向开始由微生物代谢调控逐渐转到合成生物学的元件挖掘。其所在的课题组主要围绕治疗癌症和抗衰老药物的挖掘和生物制造，解决糖基转移酶的通用性问题，开发治疗甲硫氨酸依赖癌症的酶制剂。
图丨贾开志课题组成员（来源：受访者）
解决糖基转移酶元件的普适性和通用性
年，贾开志所在团队开始接触合成生物学，开发修饰小分子天然化合物的功能元件。他表示，现阶段先在元件上取得突破，再以此为支持慢慢往外拓展，以形成元件挖掘、代谢通路和细胞工厂全链路的开发。近两年，该团队在糖基转移酶元件的研究中取得了不错的进展。
以GDMEP的合成为例，GDMEP（DMEP的4-O-β-d-吡喃葡萄糖苷）是一种来源于珍稀濒危药用植物—桃儿七的天然化合物，也是拓扑异构酶抑制剂依托泊苷(临床上用于治疗数十种恶性肿瘤的药物)的直接前体。GDMEP可由底物DMEP经酶催化形成，当前DMEP的生物合成途径已经完成，但用于生物合成GDMEP的酶仍不清楚。因此贾开志所在的团队利用糖基转移酶的底物混杂性建立催化DMEP糖基化合成GDMEP的酶促反应，转化率达53%。
值得注意的是，在葡萄糖基转移酶UGT78D2和UGT78D2-like中发现暴露于酶表面入口处的6个关键氨基酸残基，这些残基可能决定底物特异性和对DMEP的高糖基化活性。该结果为一步合成GDMEP提供了一条有效的途径。糖基转移酶入口及其附近关键氨基酸残基的鉴定将促进催化新型底物糖基化功能元件的精确鉴定，并为改造糖基转移酶提供理论基础。该研究成果以“EnzymaticO-GlycosylationofEtoposideAglyconebyExplorationoftheSubstratePromiscuityforGlycosyltransferases”为题发表在ACSSyntheticBiology上。
（来源：ACSSyntheticBiology）
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