天然产物的生物合成专刊序言

天然产物是创新药物、食品、香料和日化产品等的重要来源,和人民的健康生活息息相关。近年来,随着现代生物学技术和天然产物化学技术的发展和融合,天然产物生物合成研究得到了迅猛的发展。一批天然产物的生物合成途径被解析,许多天然产物生物合成相关的途径酶与后修饰酶被挖掘和功能表征。进一步,这些参与天然产物生物合成的途径酶编码基因被组装到不同的底盘细胞中,利用合成生物学技术构建细胞工厂,用于天然产物的生物合成。此外,包括基因组编辑等新技术在内的生物技术也被用于天然产物的生物合成。为了进一步促进天然产物生物合成研究的发展,《生物工程学报》特组织出版"天然产物的生物合成"专刊,重点阐述了在天然产物生物合成途径的解析,工具酶的挖掘和功能表征以及生物合成技术制备天然产物三方面所取得的研究进展,并展望未来的发展趋势,为天然产物生物合成的进一步发展提供借鉴和指导。     

后基因组时代的真菌天然产物发现

真菌产生的次级代谢产物是新药发现的重要来源之一,然而近年来传统的真菌天然产物发现方法在大量真菌基因组测序完成的时代遇到了很大的挑战。如何利用这些基因组数据来发现真菌中新的天然产物已成为后基因组时代天然产物发现的研究重点和热点。本综述先后介绍了真菌天然产物的类型及其相应基因簇和骨架酶的特征,基于基因组挖掘技术发展而来的天然产物发现新策略,以及利用合成生物学理念和技术在真菌天然产物发现中的应用现状,最后展望了后基因组时代中的天然产物发现研究前沿及基因组数据在后基因组时代对真菌天然产物发现的应用前景。     

质谱分子网络在天然产物结构研究中的应用CSCD

质谱分子网络(molecular networking)常用于新颖天然产物发现及鉴定、药物代谢及药物研发等研究。目前,分子网络能够将具有相似二级质谱的化合物连接成簇,在天然产物分析中得到了广泛的应用。本综述将简单介绍分子网络的基本概念和构建分子网络的步骤,以及从化合物的鉴定及发现;鉴定天然产物的代谢产物;天然产物化学成分的定性及定量;天然产物活性成分筛选、分离与制备;天然产物的生物合成途径五个方面对分子网络的应用进行阐述。     

戊二酰亚胺类天然产物生物合成研究进展

微生物天然产物是天然药物的重要组成部分,而天然产物的良好生物活性很大程度上取决于发挥药效的结构基团。这些特殊药效基团的生物合成,通常是利用小分子羧酸、氨基酸等结构简单的初级代谢产物,经过复杂的生物化学过程,最终合成结构复杂活性多样的天然产物。戊二酰亚胺类天然产物是一类重要的细菌来源天然产物,它们具有良好的生物活性,是潜在的先导化合物,部分化合物已被开发成分子探针。本文综述了近年来微生物来源的戊二酰亚胺类天然产物及其生物合成研究,包括Iso-Migrastatin、Lactimidomyin、Cycloheximide、Streptimidone、Gladiostatin、Sesbanimide等,对戊二酰亚胺类天然产物的生物合成研究,将有效促进通过基因组挖掘策略寻找新型戊二酰亚胺类天然产物。     

合成生物学在天然产物研究中的应用

天然产物作为临床用药的重要组成部分和新药发现的重要来源,已经成为医药领域不可或缺的成员之一。但是传统的天然产物筛选方法在一定程度上制约了新型天然产物的开发,鉴别与改造天然产物的生物合成路径为全新天然产物的发现提供了思路。近年来,生物信息学和合成生物学技术的蓬勃发展为天然产物的探索与改造带来了新的曙光。归纳总结了合成生物学技术相关的基因重组策略和基因簇调控方法,并讨论了其在天然产物研究中的应用及存在的问题。     

放线菌天然产物糖基化改造研究进展

放线菌可以产生结构多样的天然产物, 其中包括很多重要的抗菌和抗肿瘤药物。糖基化修饰在天然产物中广泛存在, 糖基侧链的变化往往会影响天然产物的生物活性。本文综述了放线菌来源天然产物糖基化改造的研究进展。糖基侧链改造的方法主要分为体内基因工程和体外酶学法。运用这两种方法已经成功对多种天然产物进行了糖基侧链改造, 获得了大量带有新糖基修饰的天然产物, 其中有些生物活性得以提高。天然产物糖基侧链改造为新药开发提供了一个重要的途径。     

期刊联合简介

天然产物研究与开发 季刊(96页)单价:10.00元 国内邮发代号:62-107 《天然产物研究与开发》是中科院成都文献情报中心、中科院地奥制药公司、国家天然药物工程技术中心合办。主要报道天然产物研究员新成果和开发的广泛用途。包括植物(重点是天然药物)、动物、微生物、生物高分子等天然产物的资源、鉴定、提取、分析、改性、合成、仿生和利用的研究论文、实验报告、综述或开发动向。读者对象为从事天然产物研究、开发的有关科技人员和管理人员。本刊承接各类广告。     

光合生产植物天然产物的代谢工程蓝藻研究现状

蓝藻是植物天然产物光合生产的理想平台,它们不仅具有遗传背景简单、营养需求低和高CO_2固定效率等优势,还可以解决生物法制备天然产物所面临的植物源酶适配性、还原力供应和对昂贵底物依赖等限制因素。介绍了近年来利用蓝藻光合生产植物天然产物及前体物质的最新研究进展和发展趋势,分析了蓝藻生产天然产物的优势,为进一步开发天然产物的光合平台提供指导,并对产业化发展方向进行了展望。     

基于生物合成机制的天然产物结构多样性研究

天然产物尤其是次级代谢产物在药物化学和化学生物学中扮演重要角色.基于天然产物获得结构多样性的类似物对于新药的筛选和医学研究具有重要意义.天然产物均由生物体代谢产生,在了解其生物合成机制的基础上,对生物合成过程进行合理化改造,可以极大地丰富天然产物的结构多样性,获得许多具有重要生理活性和有机化学不易合成的天然产物类似物.本文以硫肽类抗生素中的硫链丝菌素和聚酮聚肽类化合物为例,对生物合成方法在天然产物结构多样性中的应用进行总结和展望.     

天然产物合成生物学体系的优化策略

天然产物是新药研发的重要源泉。天然产物合成生物学通过设计、重构目标化合物的高效生物合成途径,借助宿主改造,利用发酵生产目标化合物,可以有效弥补有机合成化学在复杂天然产物类药物生产方面的不足。虽然合成生物学已经取得了一些进展,但是通过合成生物学技术使目标产物的产量达到工业化生产水平依然是一项非常具有挑战性的任务。综述了天然产物合成生物学体系的优化策略,通过综合运用单个元件、外源代谢途径、底盘系统和发酵条件的优化技术,可以实现生物合成系统的最优化,最大化目标产物的产量,为来源稀缺的复杂天然产物的开发提供持续、稳定、经济的原料供给,推动天然产物类新药的研发。     

基因组学技术解码天然产物合成

天然产物一直以来都是新药发现的重要来源。自20世纪末以来,随着组学技术的不断发展,许多生物的基因组被破译并解析,发现基因组中潜藏着众多未知的天然产物生物合成基因簇,而这些基因簇在实验室生长条件下无法表达或低表达。因此,需要综合运用多种学科深入挖掘生物中潜藏的具有新型结构和生物活性的天然产物,使其广泛应用于人类的生产生活。文中将从天然产物合成基因簇的挖掘、“沉默”天然产物合成途径的激活和生物底盘构建3个方面简述基因组学技术在天然产物挖掘中的研究进展。     

甲基转移酶在微生物合成天然产物中的应用

甲基转移酶(Methyltransferases,MTs)普遍存在于所有生物有机体中,通常以S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体催化底物的甲基化反应,在基因的表达调控和许多天然化合物的合成中起着至关重要的作用。近年来,在微生物中异源表达MTs以实现一些重要天然产物的生物合成取得了巨大的进步,但迄今为止这方面的研究还没有得到详细和全面的总结。文中综述了MTs在微生物合成苯丙烷类化合物、香料类化合物、激素和抗生素等重要天然产物的最新研究进展,重点阐述了应用代谢工程策略高效合成这些甲基化的天然产物,以及利用MTs拓展天然产物分子多样性的研究进展。最后,探讨了MTs应用于微生物合成天然产物所面临的挑战,并对利用MTs进一步高效生产结构和生物活性多样化的天然产物进行了展望。     

Natural Products Updates简介

NaturalProductsUpdates(天然产物快报)是英国皇家化学学会(RSC)出版的文摘性学术期刊,月刊。NaturalProductsUpdates提供有关天然产物化学最新发展的图解摘要,从全球10 0多种该领域内主要的期刊中进行筛选,内容覆盖了天然产物的分离、生物合成、新来源的天然物质和已知化合物、结构鉴定、新特性和生物活性。NaturalProductsUpdates是提供天然产物化学领域最新重大进展的快速通道和独特的信息源。每期报导大约2 0 0条文献资料,包括天然产物的俗名和分类学名称、分子式、物理特性、光谱数据、生物活性和结构图,并附作者和主题索引。Nat…     

天然产物生物合成与抗肿瘤药物合成生物学研究

结构复杂多样的天然产物是现代药物的重要组成部分和新药发现的重要源泉.天然产物的生物合成研究,是从基因和蛋白水平阐明天然产物的合成途径,通过酶催化的化学反应将基因与化合物的结构单元建立一种对应关系,从而理解自然界神奇的化学合成、生物拮抗及生理调控过程.天然产物的合成生物学研究核心是通过在发酵友好、高效的微生物中设计、构建目标化合物的生物合成途径,经系统地调控和优化重组微生物,从而发酵生产来源稀缺的天然产物类药物、前体或新化合物.本文结合相关领域的进展,对本研究组近年来关于抗肿瘤天然产物生物合成及抗癌药物合成生物学的工作进行系统的介绍.     

天然药物研究中的合成生物学

天然产物一直是药物分子设计和开发过程中的重要灵感来源之一,源自天然产物的临床用药目前也占据着难以替代的地位.但是大多数天然来源的药物分子结构复杂、分离困难,利用传统的合成化学和天然产物化学方法难以满足日益增长的市场需求.天然产物在其产生物种中一定对应着一个由若干功能各异的基因元件所构成的生物合成基因群,或成簇分布或离散分布.合成生物学则旨在通过对不同基因元件的改造、组合、拼装而得到新的生物途径和体系.本文主要将针对合成生物学在天然药物研究中的应用进行总结和展望,并从基因元件以及合成生物学的角度重新认识和理解天然产物的生物合成.     

天然产物的生物合成研究

长期以来,天然产物作为医药、化工原料、食品或饲料添加剂等的重要来源,与人类的生活密切相关．特别是在药物研究和开发方面的地位尤为显著。据统计．1981-2006年间国际批准上市的药物中有一半以上来源于天然产物、天然产物的衍生物或模拟天然产物药效基团的合成化合物。而在抗菌和抗肿瘤药物方面,更是高达76．5％和77．8％的比例。     

1,3-二炔类天然产物的合成及生物活性研究进展

多炔类化合物是广泛存在于自然界的一类天然产物,由于其独特的结构和药理活性,近年来引起了国内外化学家和生物学家的广泛关注。目前多炔类天然产物的研究多集中于1,3-二炔类化合物,该类天然产物具有多样性的结构和生物活性如抗癌、神经毒性、抗炎活性、免疫抑制活性等,但相关进展综述迄今尚未见报道。本文系统的综述了近年国内外对1,3-二炔类天然产物的合成及药理活性研究进展,以期为1,3-二炔类天然产物的开发和利用提供思路和方法。     

微生物来源天然产物中的β-甲基色氨酸单元及其生物合成研究进展

微生物在次级代谢过程中通常会产生结构复杂、活性多样的天然产物。这些天然产物是新药发展的基础,亦可作为先导化合物或重要的药效基团用于药物研发。结构多样的氨基酸单元是参与合成复杂多样天然产物的重要前体。天然产物中的β-甲基氨基酸单元不仅可以赋予其生物活性,还能增强其生物稳定性而不被肽酶水解。本文综述了含有β-甲基氨基酸单元的天然产物,尤其对含有β-甲基色氨酸单元的天然产物生物合成途径进行了阐释。对β-甲基色氨酸单元生物合成途径的理解结合基因组数据有助于进行新结构天然产物的挖掘,并为运用代谢科学理念和合成生物学技术开发含有该单元的新化合物提供理论基础和可操作遗传元件。     

微生物来源天然产物中的β-甲基色氨酸单元及其生物合成研究进展

微生物在次级代谢过程中通常会产生结构复杂、活性多样的天然产物。这些天然产物是新药发展的基础,亦可作为先导化合物或重要的药效基团用于药物研发。结构多样的氨基酸单元是参与合成复杂多样天然产物的重要前体。天然产物中的β-甲基氨基酸单元不仅可以赋予其生物活性,还能增强其生物稳定性而不被肽酶水解。本文综述了含有β-甲基氨基酸单元的天然产物,尤其对含有β-甲基色氨酸单元的天然产物生物合成途径进行了阐释。对β-甲基色氨酸单元生物合成途径的理解结合基因组数据有助于进行新结构天然产物的挖掘,并为运用代谢科学理念和合成生物学技术开发含有该单元的新化合物提供理论基础和可操作遗传元件。     

合成生物学与天然产物开发

天然产物依然是临床用药的重要来源。合成生物学的诞生为天然产物的开发提供了全新的机遇,传统的微生物药物、植物天然产物等研究领域都因合成生物学而获得新生。重点介绍了合成生物学在天然产物开发中的应用,包括新化合物及其生物合成元件的筛选,基于理性设计的天然产物异源生物合成,人工底盘细胞的系统优化等。