[00138297]深海链霉菌SCSIO ZJ46来源的抗菌环肽desotamides的生物合成研究

Desotamides A-D是我们从一株南海深海链霉菌Streptomyces scopuliridis SCSIO ZJ46中筛选分离到的4个环肽类抗生素,化学结构新颖,含有“非天然”氨基酸结构单元L-别异亮氨酸和甲酰基犬尿氨酸/犬尿氨酸,对肺炎链球菌和耐甲氧西林的表皮葡萄球菌具有较强的抑制活性。本项目通过对产生菌SCSIO ZJ46进行全基因组扫描测序和生物信息学分析鉴定了desotamides完整生物合成基因簇;通过将基因簇在异源宿主中进行异源表达,获得新结构衍生物desotamide G;利用PCR-Targeting和接合转移技术对基因簇中的生物合成前体合成基因、调控基因和转运基因进行突变,共构建7株双交换突变株;通过对突变株进行发酵和HPLC分析,对突变株产生的新中间体化合物进行分离、鉴定,明确各基因在desotamides生物合成过程中的功能,阐明了特殊结构单元L-别异亮氨酸的生物合成机制,推导了desotamides生物合成途径;首次发现了负责特殊结构单元L-别异亮氨酸生物合成的氨基酸转移酶和异构酶,并对它们进行了体外酶促反应机理的研究。研究成果在国际主流期刊杂志发表SCI论文3篇,其中1篇发表在化学生物学国际权威期刊杂志J. Am. Chem. Soc.上,被同期JACS Spotlights（2016, 138, 461）和Natural Products Reports （2016, 33, 530）作为研究亮点评述,在国内核心期刊上发表论文1篇。申请专利4项,2项获授权,其中1项为国家授发明权专利,另1项为日本授权发明专利。本项目为新型功能酶催化剂的挖掘和利用组合生物合成技术开发、改造desotamides类化合物提供了理论基础和技术支持。