[00132291]微生物生理与生物化学

海洋放线菌是新型重要资源。近年来海洋放线菌代谢产物及其生物合成一直备受关注。本项目立足于南海和印度洋来源的放线菌资源,从中分离鉴定次级代谢产物,阐明其生物合成机制,取得了如下成果： （1）海洋放线菌代谢产物的分离鉴定：对8株海洋放线菌进行了10～20 L规模发酵,目前分离鉴定209个次级代谢产物,已发表135个,含65个新化合物,包括7个具有优良的抗菌和抗肿瘤细胞活性的化合物,如具有螺环结构的新骨架化合物spiroindimicins A-D,罕见的N-N偶联的位阻异构二聚体diaxiamycins A-B等; （2）海洋放线菌代谢产物的生物合成：克隆和鉴定了10个海洋放线菌代谢产物的生物合成基因簇,阐明了特殊的环化机制。 （i）并阐明了xiamycin生物合成过程,揭示了环氧化酶XiaO、萜环合成酶XiaH和氧化酶XiaI通过氧化成环的方式完成了5环结构的分子组装,阐明了氧化酶XiaM通过三步羟基化将甲基变成羧基的功能和机理。 （ii）证明了三个基因ikaABC足以介导海洋链霉菌产生的典型PTM化合物ikarugamycin的生物合成,阐明了脱氢酶IkaC以Michael加成反应的还原成环方式催化ikarugamycin内部5元环的形成;采用启动子工程策略,成功激活了 SCSIO 02999中沉默的PTM基因簇,产生了五个新颖的5-5-6环的PTM产物pactuamides A-E,并证明了脱氢酶PacC能同时催化六元环和五元环的形成。 （iii）克隆和鉴定了海洋放线菌代谢产物totopotensamide、浅蓝霉素、spiroindimicins、piericidin、heronamides和fluostatin的生物合成基因簇,阐明了piericidin和浅蓝霉素的后修饰过程,heronamides双键位移机制和自发成环现象,通过异源表达fluostatin生物合成基因簇获得了新颖的异源二聚体difluostain A。 （3）糖基转移酶的功能和机理：阐明了友菌素保留型糖基转移酶AmiG的功能和反应可逆性,解析了AmiG的新颖的三维晶体结构;证实了lobophorin中三个糖lobG1-LobG3的功能;对ElaGT进行了功能确证和晶体结构解析;通过糖基化工程产生了15个结构多样化的糖苷类天然产物 在本课题资助下,共发表SCI 文章（通讯作者）24 篇（含接受2 篇）,其中I 区4篇（含3 篇JACS,1 篇Angew Chem）,二区11 篇（含8 篇Org Lett, 1 篇ACS Chem Biol）,以及其他领域内主流期刊9 篇（含4 篇J Nat Prod,1 篇Appl Environ Microbiol）。 部分成果获得国内外关注。关于ikarugamycin 生物合成的文章被Faculty of 1000 推荐,所推测的IkaC 的酶反应机制获得了意大利科学家的进一步支持（Mar Drugs,2015, 128）,并受邀撰写相关综述文章（Curr Top Med Chem, 2016, in press）;数篇文章入选天然产物领域权威期刊Nat Prod Rep 的“Hot off the press”;分离鉴定的新颖化合物被国内外科学家先后进行了全合成研究dixiamycin（JACS,2014, 5571）,xiamycin （Nat Commun, 2015, 6096）,spiroindimicins （Chem Commun, 2015, DOI： 10.1039/C5CC09060A）;所发现的吲哚生物碱indimicins A-E 被Global Medical Discovery 遴选为”Key Drug Discovery”文章。2012 年获得“全国优秀科技工作者”称号,2013 年中国科学院””终期评估获得“优秀”,2014 年入选 “中青年科技 创新领军人才”以及”国家百千万人才工程”和广东省特支计划“百千万工程领军人才”。