论文部分内容阅读
天然产物主要是生物的次级代谢产物,虽然不是维持生物基本生存所必需的分子,但是在生物抵御病害威胁、适应环境变化中起到了举足轻重的作用。数量繁多的天然产物已构成宝贵的药源分子库。 天然产物在生物体内的合成,是通过基因簇上各酶按一定的次序分步催化完成的。而其中有些步骤所涉及的一些重要的关键性酶,往往是研究生物合成的重点。对于这些关键酶的研究,有助于充分理解其催化特点、机制等,从而为其应用到体外催化合成奠定基础;另一方面,体外催化合成的探索在关键酶研究过程中也起到反向验证的作用;同时,体外酶催化合成本身也是一种高效而环境友好的合成方式,具有潜在的应用价值。 本文分别以一株大刀螳螂内生真菌Daldinia eschscholzii IFB-TL01的漆酶、芝麻的辅助蛋白(Dirigent Protein)和一株蚂蚁内生真菌Spiromastix sp.MY-1的卤化酶为研究对象,分别利用跨物种的漆酶和Dirigent Protein配合体外催化获得了特异手性的木脂素;对卤代生物合成途径的相关基因簇进行定位及卤化酶功能特点的做了初步探索。具体章节内容如下: 第一章:简要介绍和综述了本文涉及的几个关键酶以及需要体外酶催化合成相关化合物。 第二章:利用真菌漆酶与植物Dirigent Protein相关功能,在体外共同催化获得特异手性的木脂素——(+)-松脂素。分别用硫酸铵盐析法提取D.eschscholziiIFB-TL01漆酶;毕赤酵母Pichia pastoris GS115异源表达芝麻Dirigent Protein;以松柏醇为底物,漆酶催化二聚体产物分离纯化、结构鉴定,以及添加DirigentProtein催化后产物手性比例的变化。该实验结论不仅验证了芝麻Dirigent Protein的手性选择功能,还为特异手性松脂素的体外合成提供了另一种途径。 第三章:对真菌Spiromastix sp.MY-1的卤代基因簇进行了定位。构建了该真菌的基因组Fosmid文库。根据该真菌最近缘的四物种已报道卤化酶基因的序列设计了简并引物,据此获得一个Spiromastix sp.MY-1卤化酶部分序列。在此基础上,设计用于文库筛选的特异性引物探针,从而筛选到该卤代基因簇。然而发现基因簇位于Fosmid偏后,基因簇后半部分并未完全呈现。因此又经过两次Genome Walking补全了此基因簇信息。根据卤化酶靠近PKS而氧化酶远离该簇的信息,修改推测生物合成过程为单体先卤化后聚合。此外,还对卤化酶进行原核表达,获得了可溶性的蛋白,为接下来深入研究卤化酶的作用机制打下基础。