【摘 要】
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红树林来源微生物的次生代谢产物结构丰富、生物活性多样,是新药开发的重要来源。本课题对红树林来源的厦门链霉菌Streptomyces xiamenensis 318产生的苯并吡喃类（benzopyran）化合物厦门霉素和白骨壤链霉菌Streptomyces avicenniae 9-9产生的多环稠合大环内酰胺类化合物（polycyclic tetramate macrolactams,PTMs）的结
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红树林来源微生物的次生代谢产物结构丰富、生物活性多样,是新药开发的重要来源。本课题对红树林来源的厦门链霉菌Streptomyces xiamenensis 318产生的苯并吡喃类（benzopyran）化合物厦门霉素和白骨壤链霉菌Streptomyces avicenniae 9-9产生的多环稠合大环内酰胺类化合物（polycyclic tetramate macrolactams,PTMs）的结构多样性展开研究。厦门霉素的生物合成机制明晰,其中最后一步为酰胺合成反应,即厦门霉素B在Xim A作用下加载L-苏氨酸形成厦门霉素A。通过体外生化实验对酰胺合成酶Xim A的酶学特征进行了深入研究,发现其对氨基酸底物的选择具有专一性,依赖于ATP,且经过催化腺苷活化和酰胺合成两步反应。采用计算辅助对蛋白定点突变,与体外酶催化相结合,扩大底物多样性,将氨基酸取代侧链从单一的L-苏氨酸替换为多种氨基酸。基于计算机模拟建立了Xim A蛋白及其与xiamenmycin B-AMP复合物的结构模型。在特定位置对Xim A进行蛋白质工程改造,合理设计了29个Xim A突变体,发现F201活性位点对Xim A的底物选择性至关重要,可以明显扩大酶的底物谱,并成功地合成了15种不同氨基酸（包括11个L型氨基酸和4个D型氨基酸）取代的厦门霉素系列化合物（1-14）,增加了该系列活性天然产物的结构多样性,也为后期的抗纤维化构效关系研究奠定了基础。此外,我们通过生物信息学分析,从白骨壤链霉菌9-9的基因组序列中发现编码PTMs类化合物生物合成的基因簇,即avi A-D。通过发酵培养、产物提取、结构鉴定,发现该菌株能够产生PTMs类化合物,鉴定了2个PTMs类化合物,包括ikarugamycin（15）和capsimycin B（16）。并采用UPLC-MS的方法,根据5-6-5环类型PTMs类化合物的二级质谱碎裂规律,对产量比较低的化合物17、18、19的结构进行了初步鉴定,推测化合物17为C-3羟基取代epoxyikarugamycin;化合物18是在capsimycin B侧链上具有双键的结构;化合物19是侧链C-30羟基取代ikarugamycin。红树林来源白骨壤链霉菌9-9具有产生多种5-6-5环类型的PTMs类化合物的能力。
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