小单孢菌TP-A0468中两个基因簇协作完成新蒽环化合物的生物合成

越野他汀(kosinostatin,KST)产生菌小单孢菌TP-A0468菌株基因组中包含了负责产生越野他汀、利福霉素等多种次级代谢产物的生物合成基因簇.在越野他汀生物合成研究中,从越野他汀生物合成基因簇中腺苷酰化酶基因kst B1的缺失突变株小单孢菌TP-A0468Δkst B1中分离到了新蒽环化合物554B.经质谱和核磁共振鉴定,其糖基部分是4-乙酰基-2,3,6-三脱氧己糖,而非越野他汀中的4-乙酰基-2,6-二脱氧己糖,表明其生物合成过程中发生了一步额外的3,4-脱水反应.然而KST生物合成基因簇中并不包含相应的己糖3,4-脱水酶基因.通过对基因组序列进行生物信息学分析,在利福霉素生物合成基因簇中发现了一个编码己糖3,4-脱水酶的基因orf6.基因删除实验显示orf6失活的突变株不再产生554B,表明该基因与4-乙酰基-2,3,6-三脱氧己糖的生物合成相关.结果表明小单孢菌TP-A0468可以利用不同生物合成基因簇中的基因协同介导天然产物的生物合成.     

基于基因组挖掘的一个新的吡嗪酮类天然产物的发现

采用次级代谢产物基因组挖掘的方法,扫描链霉菌Streptomyces sp.TP-A0365的基因组序列,找到一个新的负责吡嗪酮类天然产物生物合成的非核糖体肽合成酶(NRPS)编码基因.通过敲除该NRPS基因中断相关化合物的生物合成途径,对比突变菌株和原始菌株(来源于链霉菌Streptomyces sp.TP-A0365的工程菌株TG1301)的发酵产物,我们在原始菌株的发酵粗提液中捕捉到了突变株不再产生的化合物1.从原始菌株20 L发酵液中分离并鉴定了化合物1的化学结构,其结构为3-异丙基-7,8-二氢吡咯并[1,2-a]吡嗪-4(6H)-酮,是一个新的吡嗪酮类化合物,命名为provalin.     

Rif-orf13编码的细胞色素P450催化利福霉素生物合成过程中C34a位的羟化反应（英文）

利福霉素生物合成途径在经历了二十余年的研究之后,仍然没有得到完全阐明.其中C34a甲基的氧化脱除是利福霉素成熟过程中的必需反应步骤,但是催化这一步骤的酶尚未鉴定;推测可能是利福霉素生物合成基因簇编码的某个细胞色素P450催化了这一步骤.选取利福霉素生物合成基因簇中功能尚未确证的P450基因rif-orf0、rif-orf4和rif-orf13在变铅青链霉菌中进行异源表达和底物喂养实验,发现表达了rif-orf13的链霉菌能够将16-脱甲基-34a-脱氧利福霉素W (1)转化为16-脱甲基利福霉素W (2).将rif-orf13在大肠杆菌BL21 (DE3)中进行诱导表达,利用纯化的Orf13蛋白进行体外酶催化反应,发现Orf13能够将底物1羟化为产物2.结合前人的基因敲除研究,认为rif-orf13是编码34a-脱氧利福霉素W羟化酶的基因,其在胞内的功能可以被另一个负责C12-C29双键氧化断裂的P450基因rif-orf5替代.     

越野他汀生物合成介导的海洋小单孢菌中一个新天然产物的发现

越野他汀(kosinostatin,KST)是从海洋小单孢菌Micromonospora sp.TP-A0468中分离得到的一种具有良好抗肿瘤活性的蒽环类抗生素.在对越野他汀生物合成基因簇的研究中,构建了3,5-差向异构酶基因kstD3的基因中断突变株mKOSD3,该菌株中一种新的天然产物因产量较野生型有所提高而被发现.分离新化合物并进行结构鉴定,结果显示该化合物是异醌环素B C-3’’位脱氧的结构类似物,命名为脱氧异醌环素B.生物活性测试表明,相比于异醌环素B,其体外细胞毒性明显降低.进一步的基因敲除实验发现,基因簇中的kstD5编码的是一个对糖基底物识别不专一的糖基转移酶,这为利用该酶的特性获得更多蒽环类衍生物奠定了基础.     

链球菌烯醇化酶与致热外毒素B成熟的相关性

在化脓性链球菌致热外毒素B(SpeB)活性阳性菌株对数生长末期的细胞培养液中发现1个分子量约为50000的蛋白, 该蛋白随后消失; 用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离, 串联质谱(MS/MS)分析确认该蛋白为链球菌烯醇化酶(Enolase, Eno); 通过基因敲除方法构建eno基因缺失突变株, 研究了Eno蛋白对SpeB活性形成的影响. 结果表明, eno基因的缺失推迟SpeB成熟的时间; 通过Far-Western blot 分析显示, Eno与SpeB之间能发生相互作用. 考虑到化脓性链球菌胞外蛋白通过同一通道分泌, 推测Eno可能参与了SpeB酶原分泌到胞外的过程, 为新发现的SpeB蛋白分子伴侣.     

组合生物合成介导C-4羟基异构的新型四环素类化合物的发现

在四环素类化合物SF2575的生物合成中, 4-keto-anhydrotetracycline (4-keto-ATC, 2)中C-4的羰基先由Ssf F还原为羟基得到(R)-4-hydroxyl-ATC (7), 7经过一系列修饰可以得到最终化合物.在之前的研究中,发现基因簇tjh介导了一系列新型四环素类化合物的产生,而且在ΔtjhO5::2R突变株中得到了三个骨架结构与7类似但C-4构型为S构型的化合物.生物信息学分析显示TjhD2与SsfF同源性较高,它们可能有类似的功能.通过回补SF2575生物合成中编码C-4酮基还原酶的基因ssf F到ΔtjhD2突变株中,成功得到了两个新的四环素类化合物15和16.这两个化合物的C-4都发生了异构,且化合物15是16的苷元.该组合生物合成策略不仅成功获得了两个新的四环素类似物,同时也证实了tjhD2的功能.虽然SsfF和TjhD2在体内展现类似的催化功能,但其得到的产物构型却相反.这一结果可以应用到四环素类化合物的改造,同时也为进一步探寻酮基还原酶立体选择性还原的机制奠定了基础.     

紫杉醇生物合成综述

本文对近年来紫杉醇生物合成的途径中关键酶的研究进展进行了评述。目前紫杉醇的生物合成途径已初见端倪,其生物合成途径中环化酶的基因已经克隆成功。在分子及基因水平上生产紫杉醇的曙光开始出现。     

平板霉素和平板素及其衍生物的生物合成、全合成与半合成研究进展

多重耐药菌感染是全球最严重的公共卫生危机之一.平板霉素和平板素是针对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和耐万古霉素肠球菌等多种革兰氏阳性菌,均有优异抗菌活性的药物先导物.由于其优异的生物活性和新奇的分子结构,多个研究小组在过去的十余年里,对平板霉素和平板素的生物合成、全合成和半合成进行了系统研究.这些研究不仅揭示了微生物药物发现的新高通量筛选策略,而且还发现负责平板霉素和平板素生物合成基因簇,并表征了多个独特的生物合成酶,例如新颖的细菌二萜合酶和硫代羧酸的生物合成酶.通过对上述研究产生的一系列平板霉素和平板素类似物及生物活性测试,揭示了这些化合物的构效关系.平板霉素和平板素的研究是结合有机合成与生物合成,加速微生物天然产物药物发现和开发的范例.综述了平板霉素和平板素的近期研究进展.     

视黄酸合成酶基因Raldh2敲除鼠肢体发育起始的挽救

视黄酸合成酶基因Raldh2敲除鼠胚胎心脏膨大,没有肢体发育的起始.肌细胞增强子基因Mef2C敲除鼠胚胎心脏较小,但肢体的发育起始正常.Raldh2/Mef2C双基因敲除鼠与Raldh2敲除鼠形态相似.Tbx5在Raldh2/Mef2C基因敲除鼠第9天的胚胎表达表明,双基因敲除鼠胚胎没有肢体的发育.这一结果表明Mef2C敲除鼠没有挽救Raldh2敲除鼠肢体发育的起始.     

链霉菌CB03234-S中天赐霉素衍生物的发现

天赐霉素是一种蒽醌骈合型烯二炔类化合物,具有显著的抗肿瘤活性.通过在天赐霉素A高产菌株放线菌CB03234-S中异源表达两个细胞色素P450羟化酶基因dynE10和dynOrf19,分离得到三个天赐霉素衍生物1～3.通过一维和二维核磁共振、高分辨质谱和圆二色谱测定了它们的化学结构.天赐霉素H (1)为天赐霉素D的C-9羟基化产物,TNM T1 (2)为一个烯二炔的环化产物, TNM T3 (3)为已知化合物.化合物1对所有四种测试的肿瘤细胞株,如He La细胞、MB49细胞、B16细胞和BIU87细胞均具有较强的抗肿瘤活性.     

含金纳米粒子链相关性探讨及其热稳定性的分子模拟

采用分子模拟法, 以金核外层吸附了不对称硫醚链的含金纳米粒子为研究对象, 以次序参数为依据, 对不同条件下的硫醚链及苯环间的相关性进行了探讨, 确定了较为合理的相关性判据.以此判据为依据, 并通过金核的径向分布函数的分析, 考察了纳米粒子的结构随温度变化的情况, 得出了含金纳米粒子的热稳定性较高的结论.     

四川地区宫颈癌组织HPV18和HPV45 E6基因突变分析

采用聚合酶链反应技术对四川地区2003~2004年收集的60例宫颈癌患者的癌组织DNA进行人乳头瘤病毒(HPV) E6基因扩增, 获得HPV18和45型E6基因. 序列分析发现, 18型三例E6基因有同样的两处同义突变; 45型两例E6基因发生突变, 一例有两处碱基突变, 另一例发生六处碱基突变, 其中两处涉及氨基酸变化, 均位于E6抗原决定簇区. HPV45型E6基因中134位c→t, 157位c→t, 259位g→t和341位t→c的碱基点突变未见报道. 另外， 该地区HPV18和45型突变株之间存在碱基互变,  它们之间的最小差异比野生型HPV18和HPV45之间的差异小4.05%, 该数值比在非洲发现的突变株的要小很多, 该结果支持HPV18和HPV45可能起源于非洲的观点.     

基于生物合成途径改造的一个三欣卡辛类似物的发现

三欣卡辛是一种来源于链霉菌的具有良好抗肿瘤活性的芳香聚酮类天然产物.我们通过对三欣卡辛的发酵和分离条件进行优化,显著地提高了其产量.通过对基因簇中一个酰基转移酶(Trx49)编码基因的敲除,改动了三欣卡辛的生物合成途径,获得了C-4位糖基上O-乙酰基缺失的三欣卡辛类似物1.体外细胞毒性测试考察糖基上的O-乙酰基修饰缺失对三欣卡辛的影响,发现化合物1的生物活性比三欣卡辛A有所降低,但仍具有IC50为4.86 nmol?L-1的优异抗肿瘤细胞活性.     

细胞蛋白质组学和代谢组学整合策略表征散斑型BTB/POZ蛋白质突变调控的关键代谢通路

散斑型BTB/POZ蛋白（SPOP）是前列腺癌中突变率最高的蛋白质之一。该研究通过整合细胞蛋白质组学和代谢组学的方法，揭示SPOP突变引起的代谢紊乱及其调控的代谢通路。首先，系统地研究了LNCaP SPOP野生型及突变型高表达细胞中的代谢变化。代谢组学结果显示，SPOP野生型和突变型（SPOP_Y87N和SPOP_F133L）导入的LNCaP细胞在偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）得分图上得到了很好的区分。进一步通过单因素方差分析发现，SPOP突变引起富马酸、苹果酸、柠檬酸、天冬氨酸和天冬酰胺等代谢物含量的增加。蛋白质组学共发现909种蛋白质在两种LNCaP SPOP突变体细胞中发生变化。分别对差异代谢物和差异蛋白质进行通路富集分析，发现三羧酸循环、氨酰基-转运核糖核酸生物合成在代谢组学和蛋白质组学分析中都发生了明显改变。最后，在SPOP敲除的Du145细胞中验证了上述研究结果。该研究证明SPOP突变可促进三羧酸循环。     

硫肽类抗生素类似物合成进展

硫肽类抗生素是一类富含硫元素且被高度修饰的聚噻(噁)唑多肽类天然产物,该家族化合物以其复杂的分子结构、良好的生物活性以及新颖的抗菌作用模式而成为研究热点.近年来,对于硫肽类抗生素类似物的合成研究发展迅速.综述了通过化学半合成、组合生物合成以及前体导向突变生物合成方法获得的硫肽类抗生素类似物的研究进展.     

mTOR抑制剂的研究概况

mTOR是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白,是一种丝氨酸/苏氨酸激酶.在细胞中,mTOR以mTORC1和mTORC2的催化亚基形式存在,这两种复合物参与细胞基因转录、蛋白质翻译起始、核糖体生物合成、细胞凋亡等过程.mTOR信号通路调控异常与肿瘤发生密切相关.抑制mTOR通路可以有效阻断各种生长因子异常信号的转导,从而抑制癌症的发生、发展.传统的mTOR抑制剂主要是雷帕霉素及其衍生物,其中坦西莫司和依维莫司已被批准用于治疗肾细胞癌,雷帕霉素和ridaforolimus正在进行临床评价.此外,人们发现了许多mTOR小分子抑制剂,包括一些PI3K/mTOR双重抑制剂,其中NVP-BEZ235,PKI587,PKI179,GSK2126458,AZD8055,WYE-354等小分子抑制剂已进入临床阶段.     

近红外光镊技术结合脂质体膜相变用于硅-金核壳纳米粒子热效应的研究

通过测定近红外光镊捕获的单个硅-金核壳纳米粒子对荧光标记的脂质体膜加热产生的相变,建立了一种对纳米粒子的激光热效应的三维稳态测定方法。考察了介质温度和激光功率等因素对纳米粒子热效应的影响,并对硅-金核壳纳米粒子和纳米金的光热转换效率进行了比较,结果表明硅-金核壳纳米粒子的光热转换效率最高,其表面温度和光镊激光功率呈正相关(激光功率为0.6 W时,其表面温度达200℃以上)。最后对这类核壳纳米粒子具有良好热效应的原因进行了理论分析。本文建立的方法和获得的结果有助于深入了解硅-金核壳纳米材料的热效应,并展示了这类材料在癌症光热治疗等方面的应用前景。     

EcoRI N端肽段的定点缺失研究

本文报道了一种定点缺失任意大小的DNA片段的基因裁剪方法,它建立于聚合酶链反应(PCR)的扩增、Klenow平端修饰和克隆等过程.所建立的方法被用来研究了EcoRI,方便地构建了两个从N端开始的缺失突变株EcoRI(Δ45aa)和EcoRI(Δ89aa),这说明所建立的定点缺失方法是有效的;突变株的SDS-PAGE和底物结合试验等结果表明:螺旋(29—43)对于EcoRI结合底物GAATTC十分重要.     

西红花有效成分合成研究进展

西红花主要有效成分为西红花酸和西红花糖苷,论文综述西红花酸和西红花糖苷生物合成和化学合成方法.在生物合成中最关键的是用葡萄糖糖基转移酶作催化剂将西红花酸转化为西红花糖苷;共轭多烯链化合物是合成西红花有效成分的起始物,在论文中概述了几种通过Wittig和Wittig-Horner 反应合成共轭多烯链化合物的路线.     

紫杉二烯生物合成模块与不同底盘的适配

以酿酒酵母BY4742及其单敲菌株作为底盘细胞, 优化底盘细胞甲羟戊酸途径, 上调并融合表达牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(GGPP)合成的相关基因, 引入人工合成的外源GGPP合成酶基因与紫杉二烯合成酶基因, 构建了多载体紫杉二烯生物合成模块; 还利用酵母组装技术, 通过对紫杉二烯合成路径相关基因进行模块化设计组装, 构建了依托单一着丝粒(CEN)质粒的紫杉二烯生物合成模块. 将构建的2个模块与不同底盘细胞进行适配, 使紫杉二烯产量获得了数倍提升, 最高产量可达74.84 mg/L.