《安莎類抗生素聚酮鏈的釋放與環化》是依託上海交通大學，由康前進擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：安莎類抗生素聚酮鏈的釋放與環化
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：康前進
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以安絲菌素、利福黴素為代表的安莎素類抗生素，具有抗腫瘤、抗菌等廣泛的生理活性，在臨床和藥理學研究中均表現出良好的效果。從生物合成角度分析，安莎類抗生素由I型聚酮合酶催化形成。在典型的I 型聚酮合酶的C 末端存在一個屬於α/β 水解酶超家族的硫酯酶TE結構域，負責催化分子內或分子外的親核反應實現聚酮鏈的釋放。.前期研究發現，安莎類抗生素生物合成基因簇中負責聚酮鏈釋放的蛋白是由芳胺N-乙醯轉移酶家族的醯胺合酶基因編碼，與硫酯酶有較大的差異，可能代表著一類新穎的聚酮鏈釋放和成環機制。因此本項目採用安絲菌素、萘黴素、利福黴素、格爾登素等產生菌為研究材料，擬結合體內體外實驗開展醯胺合酶對安莎類抗生素釋放與環化的遺傳功能確定、利用化學合成底物進行體外酶催化分析、定點突變確定其關鍵胺基酸特徵以及考察醯胺合酶和聚酮模組末端醯基載體蛋白之間的關係等方面工作，來闡明醯胺合酶對安莎類抗生素釋放和環化的機制。
結題摘要
安莎類抗生素生物合成基因簇中負責聚酮鏈釋放的蛋白是由芳胺N-乙醯轉移酶家族的醯胺合酶基因編碼，與典型的I 型聚酮合酶的C末端硫酯酶有較大的差異，代表著一類新穎的聚酮鏈釋放和成環機制。因此本項目採用了安絲菌素、萘黴素、利福黴素、Rubradirin等產生菌為研究材料，結合體內體外實驗開展了相關的研究，取得了以下研究成果。 1、在安莎類抗生素基因簇的克隆及醯胺合酶基因的挖掘實驗中，我們成功克隆了負責萘黴素生物合成的106 kb的基因簇，不僅闡明了萘黴素的生物合成機理，而且發現了natF為萘黴素生物合成中的醯胺合酶基因，該工作發表在Molecular BioSystems雜誌上。 2、在安絲菌素後修飾順序的闡述明確醯胺合酶基因的底物方面，首先通過體內基因失活與互補實驗確定了基因asm10 的遺傳功能；並在大腸桿菌中實現了可溶性表達。對其系統的測定了相關的Km 和kcat 數值，該部分的研究工作發表在ChemBioChem 雜誌上。另外，我們通過體內基因失活與互補以及靜息細胞實驗確定了asm21對安絲菌素前體C-7 位和糖苷的葡萄糖基上的C-4 和C-6 位氨甲醯化的功能相關性，接著我們在大腸桿菌得到了可溶性表達的Asm21 蛋白，最後利用相關的底物表征了Asm21催化的二重性及在安絲菌素生物合成中的確切順序。該工作發表在了Chemistry & Biology 雜誌上。 3、我們進一步利用體內基因突變與互補實驗驗證了醯胺合酶基因對於安莎類化合物合成的相關性，也發現了安莎類抗生素之間的醯胺合酶基因沒有功能互補性；其次，進一步的通過末端ACP的置換實驗以及細菌雙雜交實驗考查了末端ACP與醯胺合酶之間的關係；最後，為了進一步的明確醯胺合酶的催化機制，利用大腸桿菌作為表達宿主成功對其的進行了異源表達，並且考察了醯胺合酶和聚酮模組末端醯基載體蛋白之間的關係，闡明了醯胺合酶對安莎類抗生素釋放和環化的機制。 最後，在本項目的開展過程中還應國際權威雜誌Natural Product Reports和Biotechnology Advances雜誌的邀請，分別撰寫了綜述文章。通過本項目的研究，總計發表了7篇SCI研究論文，申請了1項專利，培養了2名碩士研究生和4名博士研究生，出色完成了預期的任務和指標。此外，安莎類抗生素聚酮鏈釋放和環化的結構生物學研究還得到了青年基金的繼續資助。
