《定向挖掘含AHBA結構單元的新活性天然產物》是依託山東大學，由王浩鑫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：定向挖掘含AHBA結構單元的新活性天然產物
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王浩鑫
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
以利福黴素和美登木素為代表的安莎黴素是通過I型聚酮合酶以3-氨基-5-羥基苯甲酸（AHBA）為特殊起始單元合成的大環內醯胺類抗生素，其較高的成藥率和潛在的新結構空間，促使我們定向尋找這一家族的新成員。前期，我們通過篩選積累了60餘株AHBA合酶基因陽性菌。對較新穎AHBA合酶基因及其所在基因簇的生物信息學分析表明，其中絕大多數編碼安莎類新骨架，另一部分則編碼含AHBA單元的非安莎類新骨架。然而，隨後的化合物分離提示這些新穎基因簇幾乎都處於“沉默”狀態。基於此，本項目擬通過途徑特異性調控和全基因組範圍的全局/多效性調控激活這些含AHBA合酶基因的沉默基因簇，實現基於生物信息學的新天然產物定向發現。本項目的研究成果一方面可以為新藥創製提供源頭支持，另一方面還有望建立簡便有效的微生物“沉默”次級代謝合成基因簇激活方法，為微生物次級代謝潛力的深度發掘積累經驗，拓展微生物次級代謝的研究方法和領域。
結題摘要
新活性天然產物是小分子藥物研發的重要源泉。本項目通過全基因組測序等手段，獲得並完善了6條含AHBA合酶基因的新穎基因簇。通過正調控基因單表達和共表達、啟動子替換等策略成功激活並發現了2類共16個新骨架五酮安莎黴素（Microansamycins和Aminoansamycins）和1類與安莎存在親緣關係的I型-III型PKS雜合化合物Venemycins，並對激活產物進行了初步的活性評價。通過對前期激活的安莎三烯和Venemycins開展生物合成後修飾研究，闡明了安莎三烯獨特的O-(N-環己甲醯)-D-丙氨醯基側鏈載入機制，表征了首個丙氨醯化酶；從Venemycins合成基因簇中鑑定了鏈黴菌中首個不需要黃素還原酶參與的單組份鹵代酶VemK，VemK同時也是首個催化吡喃酮鹵代的鹵代酶。此外，我們還基於黑色素報告基因初步建立了沉默基因簇定向激活方法。上述結果以及尚在開展的後續研究不僅為小分子藥物研發提供了新化合物，同時也為進一步結構改造提供了催化元件和前期基礎。
