Kinamycin抗生素是一大类聚酮来源的重氮苯并芴化合物，主要包括kinamycins、fluostatins和lomaiviticins，它们具有强烈的抑菌以及抗肿瘤活性。从结构上看，该类化合物主要包括三个典型特征:苯并芴结构骨架、重氮基团取代的B环和高度氧化的A环。据报道这三个官能团都与其生物活性密切相关，但迄今为止对kinamycin类化合物的生物合成研究仍停留在机制推测水平。本工作以该类化合物中的kinamycin为研究对象，对三个特征结构的生物合成机制做了大量探索。　　Kinamycin的苯并芴骨架的形成早在1980s就由Gould实验室提出可能涉及B环的C-C键氧化断裂。我们根据gilvocarcin和jadomycin的B环开环机制的报道推测了kinamycin合成途径中的开环底物dehydrorabelomycin与负责B环开环的氧化酶AlpJ。之后我们对kinamycin、fluostatin和lomaiviticin三个苯并芴化合物的生物合成基因簇进行比较分析，发现了保守排布的氧化酶组合AlpK-AlpJ，Flu16-Flu17和Lom27-Lom28，暗示它们可能与苯并芴结构的形成有关。除此之外，我们还推测了三个簇内与重氮合成密切相关的六基因保守组合以及催化A环变形的一整套酶，最终为kinamycin类化合物提出了统一的生物合成机制。　　在B环缩环机制的研究中，我们构建了基因敲除菌株△△alpJ和△△alpK，分别分离到了苯并蒽醌化合物dehydrorabelomycin和三聚化的苯并芴化合物PK1，并从它们的混合培养发酵液中鉴定了双香豆素类化合物POJ1。这些结果表明单独AlpJ就能催化dehydrorabelomycin氧化开环生成推测的醛酸中间体，但不同环境会引导该醛酸中间体会走向缩环产物PK1或者重排产物POJ1。另外，回补菌株△△alpK∷alpK能够恢复kinamycin的合成，暗示AlpK在控制苯并芴单体流向kinamycin合成途径而非自发聚合过程中起了关键作用。利用体外酶学实验我们证明了AlpJ可催化dehydrorabelomycin氧化开环，但该反应受pH影响:pH＜7时趋向于生成重排产物POJ1，而pH＞8时趋向于生成缩环产物苯并芴单体PJ2、二聚体P J3; AlpK能够催化苯并芴单体PJ2的C5-羟化反应从而阻止PJ2自发二聚化为PJ3，该结果与体内实验相符。另外，AlpJ与AlpK的联合反应不受pH影响，产物用N-乙酰半胱氨酸衍生后始终生成稳定的苯并芴化合物seongomycin。　　探索重氮合成机制过程中我们构建了敲除alp1A-alp1W的突变株，并检测到它主要积累B环重排产物POJ1。该结果暗示虽然△△(alp1A-alp1W)基因组内存在完整的alpK-alpJ组合，但alpK并未表达。通过回补不同基因，我们发现了非典型调控应答蛋白Alp1O负责激活alpK的表达，进而引导合成流向缩环产物hydroquinone-kinobscurinone。在此回补株基础上我们继续导入与重氮合成相关的六基因保守组合alp1I-alp1N，发现积累产物进一步转变为P1V。P1V结构的解析将为解析重氮的生物合成机制提供重要线索。　　此外，kinamycin类化合物A环存在显著的结构差异，推测由不同机制合成。但我们在kinamycin、fluostatin和lomaiviticin簇内均发现了负责相关反应的一整套酶，并由此推测它们的A环合成机制相似。通过敲除kinamycin合成基因簇内环氧化物水解酶基因alp1U，我们分离到了乙酰环氧化物epoxykinamycin FL-120B，并通过体外反应确认了Alp1U可以催化epoxykinamycin FL-120B水解为kinamycin E。同时我们纯化了lomaiviticin合成途径中相应水解酶Lom6，并进行了酶学反应测试，结果表明Lom6能够催化脱乙酰基处理的epoxykinamycin FL-120B(epoxykinamycin)水解为kinamycin F。该结果让我们更加确信kinamycin与lomaiviticin的A环生物合成使用了相似的机制。