氮丙啶三元环是由两个碳原子和一个氮原子组成的环状结构,是许多天然活性化合物的重要官能团,由于结构十分紧凑而导致存在的环张力很大,使得该结构具有很强的化学反应活性,在天然活性产物功能实现以及作为药物中间体等方面有着重要作用。此外,体外合成的氮丙啶类化合物在抑菌、抗癌等方面的同样具有广阔的应用前景。目前对氮丙啶环的研究主要集中于相关天然活性产物活性分析及化学合成等方面,而生物合成方面的研究进展缓慢。本课题组对链霉菌S.ficellus来源的非西罗霉素生物合成基因簇进行研究,发现磺酰基转移酶在氮丙啶官能团的合成过程中发挥着重要作用,本研究对磺酰基转移酶催化下氮丙啶三元环的体外合成及其检测方法进行了研究,重点对不同来源磺酰基转移酶底物的筛选以及偶联酶法磺酰基转移酶活性检测体系的优化进行了研究和分析。通过对酶联法磺酰基转移酶活性检测体系中的关键酶:偶联磷酸酶进行筛选、分子改造以及反应条件优化得到一种PAP底物特异强的磷酸酶突变体以及相应的最适反应条件:YND的G236D突变体,20℃水浴条件下,以含有0.1 mg/ml牛血清白蛋白、50 m M KCl、2 m M Mg Cl2且p H 7.5的50 m M Hepes缓冲液作为反应液。通过底物已知的磺酰基转移酶ST1A1、ST1A3的活性检测实验证明了优化后的酶联法磺酰基转移酶活性检测体系的可行性。通过对不同来源的磺酰基转移酶进行筛选、异源表达以及活性检测实验表明:大肠杆菌表达系统异源表达的磺酰基转移酶具有良好的催化活性;通过优化后的酶联法磺酰基转移酶活性检测体系对获得的磺酰基转移酶进行底物筛选的检测实验,结果表明:异源表达的磺酰基转移酶能将PAPS的磺酰基转移到对应的β-氨基醇底物上形成O-硫酸盐;经过质谱检测证明在碱性条件下该结构自发的发生分子内亲核攻击并成功转化为氮丙啶环化合物。本研究进一步验证了氮丙啶三元环生物催化合成过程中磺酰基转移酶的作用机制,并为磺酰基转移酶底物筛选提供了一种灵活且高通量的检测方法,为磺酸基转移酶功能多样性的研究提供了便利;同时为具有良好成药前景的氮丙啶类化合物的获得提供了一种生物催化合成的新路线,推进了以环境友好的生物合成方式获得氮丙啶类活性衍生物的研究进展。