《安莎類抗生素聚酮鏈釋放與環化機制的結構生物學研究》是依託上海交通大學，由康前進擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：安莎類抗生素聚酮鏈釋放與環化機制的結構生物學研究
- 項目類別：面上項目
- 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
安莎黴素在臨床和藥理學研究中均表現出廣泛的生理活性。生物合成研究發現，安莎類抗生素生物合成基因簇中負責聚酮鏈釋放的是醯胺合酶，與典型的I 型聚酮合酶C末端存在的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。. 前期對於該項目的研究中，通過相關的體內體外實驗，開展了醯胺合酶對安莎類抗生素生物合成中釋放與環化的體內功能分析，和蛋白間相互關係的考察，並實現了來源於安絲菌素生物合成中的醯胺合酶Asm9的可溶性表達。接下來，擬繼續以醯胺合酶Asm9為主要的研究對象，在闡述醯胺合酶催化聚酮鏈釋放與環化的酶促反應特徵的基礎上，利用結構生物學技術來解析醯胺合酶，及其分別與底物、聚酮合酶模組末端ACP共結晶的晶體結構，來解釋醯胺合酶Asm9催化機制；並通過同源建模和分子對接技術，比較不同醯胺合酶對於安莎環的催化差異。最後利用所得到的結構生物學結果和定點突變技術來實現醯胺合酶的定向改造。
結題摘要
安絲菌素是重要的抗腫瘤藥物，本項目以安絲菌素生物合成中的醯胺合酶Asm9為主要的研究對象，主要開展醯胺合酶的酶促反應特性的表征；嘗試通過醯胺合酶基因的結構生物學研究來揭示其催化的機理；並通過底物與酶的共結晶來明確蛋白活性區域的關鍵胺基酸殘基，進而發現催化形成不同安莎聚酮環大小的醯胺合酶的結構基礎和關鍵胺基酸；並擬整合相關的結構生物學數據，通過定點突變技術改造安莎類抗生素，以形成不同安莎聚酮環大小的目標產物。在本項目的支持下積極拓展研究了安絲菌素結構類似物ansacarbamitocin的生物合成，克隆了該化合物中的醯胺合酶，積極解析了其相關的生物合成後修飾途徑。同時，發現了來源於ansacarbamitocin和格爾登素中的醯胺合酶基因可以與安絲菌素的醯胺合酶具有功能互補性。為了系統地對安莎類抗生素的成環和釋放機制進行研究，我們收集了安絲菌素、利福黴素、格爾登黴素、Rubradirin、萘黴素和 Ansatrienin 等安莎類抗生素的產生菌，並且成功構建了安絲菌素、格爾登黴素、萘黴素和 Ansatrienin 產生菌的高效接合轉移遺傳作業系統；在此基礎上，主要以鏈長適中的安絲菌素為研究對象，結合體內體外實驗，深入探究醯胺合酶對安莎類抗生素釋放與環化的機理。此外，針對重要的多烯類抗生素是大環內酯抗生素的聚酮鏈的釋放研究也進行了努力的拓展。多烯類抗生素具有重要的抗真菌、抗寄生蟲等活性。本研究致力於通過解析多烯類抗生素硫酯酶結構域的晶體結構，通過衍生物和硫酯酶結構域共同建模，發掘結構域中與脫羧-甲基衍生物互作的關鍵胺基酸，來解析硫酯酶的催化機理，為以後硫酯酶結構域的體外進化提供理論依據，通過硫酯酶結構域的突變和改造來提升多烯類抗生素脫羧-甲基衍生物的產量。
