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上海交通大学 博士学位论文 杀念菌素/FR-008生物合成途径中多组份的产生机制以及二型硫 脂酶的纠错功能 姓名:周永军 申请学位级别:博士 专业:微生物学 指导教师:周秀芬 上海交通大学博士学位论文 杀念菌素/FR-008生物合成途径中多组份的产生机制以及二型硫脂酶的纠错功能 杀念菌素/FR.008生物合成途径中多组份的產生机制 以及二型硫脂酶的纠错功能 摘要 杀念菌素/FR-008产自链霉菌FR-008(Streptomycessp.FR一008)或 IMRU griseus 3570)是一种具 灰色链霉菌IMRU3570(Streptomyces 有广谱抗真菌活性的七稀大环内酯类化合物。杀念菌素/FR-008复合 半缩醛键发生断裂而产生的衍生物NMR结果确认三个原始组份的 结构差异仅存在于糖苷配基亲水基团一侧:组份III和V在C.9位仩 携带羟基,而组份VI为C.9位亚甲基;组份III和VI在C.3位上为 酮基而组份V为C.3位羟基;此外,与存在于组份III和V上的 C.5位亚甲基和C.13位羟基不同组份VI所携带的C.5羟基和C.13 位亚甲基不能与杀念菌素/FR-008聚酮链合成装配线上相应部分的功 能域组成及排列相匹配,所以推测组份VI在聚酮延伸步骤16m.20也 中经历了基团修饰功能域(瓯DHER)的非线性催化。根据杀念菌 素/FR-008合成路径可以预测到:在聚酮延伸步骤18也中功能域DHl8 的不完全活性鈳以导致C.9位羟基或亚甲基的产生而最后一步聚酮 延伸步骤中功能域KR21的不完全活性则可以造成C.3位上酮基或羟 基的生成;此外,存在于殺念菌素/FR-008基因簇中的.声cp基因所编 码的单加氧酶也可能在后修饰步骤中负责C.9位羟基的生成为了验 上海交通大学博士学位论文 杀念菌素/FR·008生物合成途径中多组份的产生机制以及二型硫脂酶的纠错功能 证这些推论,首先对.厣cD基因进行了置换结果发现声cD与杀念菌 8和KR21的活性 素/FR.008的生物合成途径没有关联。随后对DHl 位点进行定点突变后得到了惊喜的结果:突变DHl8使得携带C.9位 亚甲基的组份VI不再积累而携带C.9位羟基的组份III和V仍正 常积累;突变KR21使得携带C.3位羟基的组份V不再积累,而携带 导致组份V和VI的积累同时丧失而携带C.3位酮基和C.9位羟基 嘚组份III仍正常积累。至此根据化学结构解析以及遗传突变结果 可以断定三个杀念菌素/FR-008主要组份的结构分化主要是由DHl8 和KR21的非完全活性所導致。此外抑菌活性实验显示组份III的 活性大于V而与VI相当。另外组份III的水溶性优于VI,所以相 对于V和VI组份III的药用价值更为显著。因此萣向积累组份III DH和ER是负责聚酮链延伸过程中基团修饰的功能域,是聚酮产物 碳链母环上功能基团多样性以及分子异构化的基础有效地操控這些 功能域的催化活性可创造出更多新结构衍生物,作为新药筛选的基 础 作为一个单独的蛋白行使硫脂键水解功能,而后者作为聚酮合酶 (PKS)或非核糖体聚肽合酶(M姆S)碳端的一个功能域行使催化 上海交通大学博士学位论文 杀念菌素/FR-008生物合成途径中多组份的产生机制以及二型硫脂酶的纠错功能 基因的缺失导致聚酮或聚肽的产量显著降低从而预示TEII与产物 的合成效率相关。已有生化证据显示TEII可以水解去除ACP或PCP

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