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链黑菌素是一种由绒毛链霉菌产生的具有独特氨基喹啉醌式结构,并拥有广谱的抗菌、抗病毒和抗肿瘤等多种生理活性的生物碱。在临床上它曾主要用于治疗恶性淋巴瘤、白血病、黑色素瘤等多种肿瘤疾病。虽然其毒副作用较强,但是由于其出色的抗肿瘤疗效,链黑菌素与其家族化合物仍受到了科学家们的极大关注。 在关于链黑菌素的最新研究中,链黑菌素的生物合成基因簇已得到克隆与鉴定。然而在其后期生物合成途径中负责关键的酯水解反应的酶StnA的功能一直未被证实,因此亟待进行相关研究。本论文旨在通过分离与鉴定基因敲除突变株次级代谢产物,异源表达StnA蛋白,酶的体外催化实验,酶与底物的动力学实验等手段来确证链黑菌素后期生物合成途径中StnA的功能。 通过生物信息学分析,StnA是属于α/β折叠水解酶家族。StnA的基因敲除突变株不再产生链黑菌素,而是积累其他链黑菌素类似物。在对该突变株的生长情况摸索后,通过大孔吸附树脂方法从该突变株的48L发酵液中四个具有甲酯基团的链黑菌素类似物得到分离与鉴定;将基因StnA克隆到大肠杆菌,实现了StnA的异源表达,并将其纯化。StnA的体外生化实验结果充分证实了StnA拥有催化水解甲酯的功能。动力学实验的结果充分证实了StnA的最适底物,进而对于StnA在链黑菌素生物合成途径中的功能给予了最直接的证据。此外,我们还发现了StnA是一个具有一定底物宽泛性的甲酯水解酶。 综上,本文系统地验证了StnA在链黑菌素生物合成中是具有催化甲酯水解的功能。这些工作不仅为阐明链黑菌素的生物合成途径奠定了坚实基础,还将为利用遗传和合成生物学技术获得抗肿瘤效果的链黑菌素衍生物提供有效的酶学支持。