放线菌环二肽类活性天然产物生物合成研究进展

环二肽(cyclodipeptide,CDP)是一类由2个α-氨基酸缩合而成的最小环肽分子,也可称为二酮哌嗪类化合物(diketopiperazines,DKPs)。CDP具有稳定的DKP环状骨架结构,活性广泛而显著,药用前景良好,发掘意义重大。放线菌是重要的CDP生产菌,同时具有非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide synthetase, NRPS)与环二肽合酶(cyclodipeptide synthase, CDPS)两种DKP骨架合成催化酶,并从中发现多种骨架结构修饰酶,研究开发价值巨大。本文系统介绍了放线菌CDP类活性化合物的DKP骨架合成途径及其结构修饰机制两方面的研究工作,以期为新型CDP类天然产物的发掘、新颖CDP分子生物合成机制的阐明及合成生物学设计与应用等领域的研究与实践提供参考。     

水生生物的紫外防护剂——类菌胞素氨基酸

类菌胞素氨基酸(mycosporine-like amino acids, MAAs)是一大类以环己烯酮为基本骨架, 与不同类型氨基酸通过缩合作用形成的水溶性物质。它能在真菌、海洋细菌、蓝藻和真核藻类细胞中合成, 并在海生无脊椎动物和鱼类等生物体内积累, 广泛存在于多种水生生物中。它具有紫外光防护、渗透、繁殖调节及发育保护等功能。本文主要介绍有关类菌胞素氨基酸的分布、结构、生物合成和积累以及生理功能的研究进展。     

膦酸天然产物中碳磷键生物合成机制的研究进展

膦酸天然产物是指生物体产生的结构中含有碳磷键的小分子化合物,它因为与细胞中的羧酸和磷酸化的化合物结构相似,常作为某些生命活动必需的酶抑制剂,表现出良好的生物抑制活性。已知的膦酸天然产物碳磷键合成机制可以分为四类:磷酸烯醇式丙酮酸变位酶(PepM)催化类、磷甲基转移酶(PhpK)催化类、由S-2-羟基丙基膦酸环氧化酶(HppE)催化类和一种未知的碳磷键合成机制。本文就膦酸天然产物中碳磷键生物合成机制进行综述。     

基于活性和基因从海洋微生物中筛选烯二炔类抗生素

【目的】高质量的海洋微生物菌种库及其天然产物库是新药开发的重要来源。在本研究中我们通过筛选新的烯二炔类抗生素来对已经构建的海洋微生物天然产物库进行质量评价。【方法】首先我们根据烯二炔类抗生素能引起DNA断裂的活性构建了活性筛选模型,并对我们的天然产物库进行筛选;其次根据合成烯二炔核心结构的独特且保守的重复I型聚酮合成酶设计了引物,通过PCR扩增的方法对海洋微生物库进行序列筛选。【结果】通过活性筛选从我们的海洋微生物天然产物库中获得一个阳性的发酵产物。对该阳性菌(LS481)的系统发育学分析表明该菌属于能产生烯二炔类化合物—Dynemicin的Micromonospora chersina,对其发酵产物TLC分析证明该菌确实产生Dynemicin类化合物。通过基因筛选得到了2个具备合成烯二炔核心结构聚酮合成酶的菌株,16S rRNA基因分析显示其中一个很可能为灰色链霉菌(MS098),另外一株菌则同Streptomyces vinaceus NBRC 13425T和Streptomyces cirratus NRRLB-3250T最相近。【结论】我们的活性筛选模型能够有效获得烯二炔类物质,结合基因筛选能够进一步获得可能产生烯二炔物质的菌株。初筛结果也再一次验证了我们海洋微生物天然产物库的质量较好。     

水生生物的紫外光防护剂--类菌胞素氨基酸

类菌胞素氨基酸（mycosporine—like amino acids,MAAs）是一大类以环己烯酮为基本骨架,与不同类型氨基酸通过缩合作用形成的水溶性物质。它能在真菌、海洋细菌、蓝藻和真核藻类细胞中合成,并在海生无脊椎动物和鱼类等生物体内积累,广泛存在于多种水生生物中。它具有紫外光防护、渗透、繁殖调节及发育保护等功能。本文主要介绍有关类菌胞素氨基酸的分布、结构、生物合成和积累以及生理功能的研究进展。     

类菌胞素氨基酸的结构特征、分布、制备技术及生物活性研究进展

类菌胞素氨基酸(mycosporine-like amino acids,MAAs)是一类水生生物次级代谢产物,广泛存在于多种水生生物中。在化学结构上,MAAs是以环己烯酮为基本骨架,与多种类型氨基酸通过缩合作用而形成水溶性活性物质。据报道,类菌胞素氨基酸具有罕见的紫外光防护作用,近年来已倍受重视,成为研究热点。本文主要介绍类菌胞素氨基酸的结构、分布、制备技术、生物活性及其在化妆品领域应用的研究进展。     

Combretastatin A-4顺式锁定衍生化研究进展

Combretastatin A-4(CA4)是天然抗肿瘤化合物,其顺式二苯乙烯构型对活性起关键作用。采用环状结构进行CA4的顺式构型锁定已成为目前结构改造的主要思路。本文从三元环、五元环、六元环锁定及骨架延伸锁定等方面综述了近年来CA4烯碳桥顺式锁定改造及衍生化的研究进展。     

蒜头果油合成麝香酮简报

麝香是我国传统的名贵中药材。麝香的有效成分的研究以及麝香酮的人工合成研究早已引起国内外科学工作者的注意,麝香中的主要有效成分麝香酮(3-甲基环十五烷酮,在天然麝香中含量为1—2％)便成为众矢之的。我国从五十年代末期开始麝香酮的人工合成研究工作,至七十年代已先后完成了十多条合成路线的实验工作,但因各种原因,至今仍未见有可供工业生产的合成方法。我们利用蒜头果油中的15-廿四碳烯酸为     

长链二元酸的用途

１长链二元酸的用途 长链二元酸是一类有着重要和广泛工业用途的精细化工产品,是制造高级香料、高性能尼龙工程塑料、高档尼龙热熔胶、高温电介质、高级润滑油、高级油漆和涂料、耐寒性增塑剂、树脂、医药和农药的重要原料。１．１合成高级香料 十一碳至十八碳二元酸（ＤＣ１１－ＤＣ１８）可以合成具有不同香型的大环酮,见表１。 ＤＣ１５和ＤＣ１６,经过不同的合成路线,都可以合成环十五酮和麝香酮（即３－甲基环十五酮）。麝香酮是天然麝香中具有生理活性的主要有效成分之一,而天然麝香稀罕难得,由于保护野生动物,更是奇缺,合成…     

真菌中PKS-NRPS杂合天然产物研究进展

真菌聚酮合酶-非核糖体多肽合成酶(PKS-NRPS)由于聚合两大主要催化模块PKS与NRPS,能够催化结合来源广泛的聚酮骨架和氨基酸生成结构丰富多样和生物活性广泛的天然产物.本文对2013年至2019年4月真菌来源的14个PKS-NRPS基因及其对应的72个PKS-NRPS杂合天然产物的化学结构、生物活性及生物合成进行总结和论述,并对目前为止报道的所有26个PKS-NRPS基因的同源性及与化合物结构之间的相关性进行分析和讨论,为真菌PKS-NRPS类天然产物及其生物合成研究提供参考.     

酿酒酵母合成木栓酮及其衍生物的研究现状及展望

木栓酮及其衍生物在植物中普遍存在且种类繁多,具有丰富的生理药理学活性。木栓酮衍生物是以木栓酮为骨架经细胞色素氧化酶P450(cytochromeP450,CYP450)及UDP葡萄糖醛酸转移酶(UDP-glucuronosyltransferase, UGT)修饰而来。植物中天然木栓酮及其衍生物的含量极低,传统的萃取分离和化学合成效率低、能耗高且污染环境,因此,利用酿酒酵母作为宿主菌生产木栓酮及其衍生物是一种高效且环保的策略。本文从增加前体含量、提高酶活性和产物合成的亚细胞定位等方面介绍并展望了木栓酮在酿酒酵母中高效生产的策略,并介绍了目前几种常见的木栓酮衍生物研究现状,从根据碳骨架相似性挖掘CYP450、蛋白质工程改造CYP450和合成代谢基因簇的挖掘等方面展望了木栓酮衍生物的合成途径解析的新思路。     

天然杀虫剂β—水芹烯的合成

本文报导用环已烯经卤化反应、烷基化反应和Wittig反应合成天然杀虫剂β-水芹烯的方法。该合成方法原料易得,操作简便,反应条件温和,易于控制,适合于大量生产。中间体和产物经IR谱、~1HNMR谱、~(13)CNMR谱和MS分析证实了结构,产物总分离收率达38.37％。生物活性实验表明,产物对杂拟谷盗成虫具有较强的毒杀作用,LD_(50)=0.263μ1/头。     

多聚酮的微生物合成及其多样性研究进展

多聚酮多是由微生物产生的一大类天然产物,在结构和功能上具有多样性。很多聚酮具有抗细菌、抗真菌、抗寄生虫、抗肿瘤等生物活性,有很大的临床应用价值。随着研究的不断深入,一方面更多的天然产物聚酮被发现。另一方面对它们合成相关酶的作用机制研究也更加深入。主要对多聚酮的合成机制以及多聚酮合成类型的多样性展开论述。     

广西姜黄挥发油两种提取方法的比较研究

以广西姜黄那坡县种植的姜黄为原料,以水蒸汽蒸馏法和以石油醚为溶剂的索氏提取法,分别提取挥发油,并用GC-MS分析法对这些以不同加工途径获取的姜黄挥发油进行成分分析,比较了不同的加工办法对挥发油的加工得率、主要成分和含量的影响。研究表明:广西那坡的姜黄挥发油主要成分为:α-姜黄烯、芳姜黄酮、(-)-姜烯、β-倍半水芹烯、β-姜黄酮、α-姜黄酮、4-(1,5-二甲基-4-己烯基)-2-环己烯酮、β-没药烯。     

红树林内生海洋细菌CⅢ-1菌株胞外代谢产物GC/MS分析

红树林内生海洋细菌CⅢ-1菌株胞外代谢产物的二氯甲烷萃取物GC/MS分析结果表明,该菌株胞外代谢产物的二氯甲烷萃取物的主要化学成分及相对含量为:花生酸(10.12%)、角鲨烯(7.33%)、12-二十三酮(7.07%)、2-(2-羟基乙氧基)乙基硬脂酸酯(6.21%)、四甲基环氧乙烷(4.67%)、吡咯-2-乙酸,4-(1-氯-1-癸烯基)-3,5-二甲基乙基酯(4.63%)、3-甲基-3-十一碳烯(3.55%)等。其中角鲨烯具有重要的应用价值。     

萘醌-氧吲哚生物碱coprisidins生物合成途径的研究（英文）

【目的】新颖结构的天然萘醌-氧吲哚类生物碱coprisidins(A和B)分离自昆虫肠道相关链霉菌,具有预防癌症的活性。作为首例具有萘醌-氧吲哚骨架的生物碱,对其独特生物合成机理的研究可为Ⅱ型聚酮类化合物生物合成途径提供新的认知。【方法】本研究对coprisidins的产生菌Streptomycessp.SNU607进行全基因组测序,并根据测序结果的生物信息学分析初步定位coprisidins的生物合成基因簇;通过基因敲除以及异源表达手段确定coprisidins的生物合成基因簇;基于体内遗传学实验与生物信息学分析初步推导coprisidins的生物合成途径。【结果】Streptomyces sp. SNU607中有23个基因簇可能参与次级代谢,其中4个基因簇与聚酮合酶(PKS)相关;通过基因敲除与异源表达实验,本研究证实1个Ⅱ型PKS负责coprisidins的生物合成;基于生物信息学分析,我们推测copH/I/M/O/N构成了1个基因盒,并负责起始单元丁酰CoA的合成;KSβ(Cop B)的序列比对表明coprisidins的Ⅱ型PKS系统更倾向于合成C20的初始聚酮链。【结论】Coprisidins的萘醌-吲哚结构是由Ⅱ型PKSs催化形成,我们推测丁酰Co A是coprisidins聚酮骨架的起始单元,在最小PKS、聚酮酶、环化酶的催化下先形成类似蒽环的四环系统,随后在后修饰酶与氧化重排的作用下生成萘醌-氧吲哚骨架。本研究为进一步探究萘醌-氧吲哚类生物碱的生物合成机制奠定了基础,同时增加了Ⅱ型PKSs合成产物的结构多样性。     

总状毛霉对4-烯-3-酮甾体的生物转化研究

从土样中筛选到一株能转化甾体的菌株,经形态观察,鉴定为总状毛霉(Mucor racemosus)。首次利用该菌株对4-烯-3-酮类甾体衍生物进行生物转化,目的是合成具有潜在活性的羟基类4-烯-3-酮衍生物。转化条件为27℃,220r/min振荡培养4d。转化产物经乙酸乙酯萃取,用硅胶柱层析法分离,通过红外、质谱和核磁分析确定了甾体转化产物的化学结构。黄体酮生物转化得到的产物是14α-羟基-4-孕甾烯-3,20-二酮和7α,14α-二羟基-4-孕甾烯-3,20-二酮;4-雄烯二酮的转化产物是14α-羟基-雄甾-4-烯-3,17-二酮1、4α,17β-二羟基-雄甾-4-烯-3-酮和6α,17β-二羟基-雄甾-4-烯-3-酮。研究结果表明总状毛霉具有转化甾体的能力,对4-烯-3-酮类甾体进行生物转化的主要产物是14α-羟基甾体衍生物。     

海洋曲霉来源的新天然产物

海洋真菌由于其遗传背景复杂、代谢产物种类多且产量高,已成为海洋微生物新天然产物的主要来源,从我们对2010–2013年初的海洋微生物来源新天然产物的统计来看,研究最多的是曲霉属(Aspergillus)真菌,占海洋真菌来源新天然产物的31%。本文从菌株来源、化合物结构及其生物活性等方面,综述了自1992年第一个海洋曲霉天然产物到2014年8月已报道的共512个海洋曲霉来源的新天然产物。这些海洋天然产物具有丰富的化学多样性,且36%的化合物表现出细胞毒、抑菌、抗氧化和抗寄生虫等生物活性;含氮化合物是其主要的结构类型、约占曲霉源海洋天然产物总数的52%,也是出现活性化合物比例最高的结构类型、约40%的含氮化合物具有生物活性,其中脱氢二酮哌嗪生物碱halimide的化学衍生物plinabulin已结束II期临床研究,并于2015年第三季度开始在美国和中国进行III期临床研究,用于治疗转移性的晚期非小细胞肺癌。     

北艾蒿挥发油成分研究

采用水蒸气蒸馏法提取,运用毛细管气相色谱-质谱联用法对北艾蒿挥发性化学成分进行了分析,用气相色谱面积归一化法测定了各成分的相对百分含量。经毛细管色谱分离出26个峰,并鉴定出峰所对应的化合物。其主要化学成分为(Z,Z)-3,5-辛二烯(63.99%);2,5-辛二烯(10.08%);3,4,5-三甲基-1-己烯(3.55%);桉油醇(2.84%);长叶薄荷酮(2.36%);3-甲基-2-环己烯-1-酮(2.37%);樟脑(2.32%);十氢-1,1,7-三甲基-4-亚甲基-1H-奥(2.13%)等。     

海洋微生物中二酮哌嗪类化合物的研究进展

二酮哌嗪类化合物的基本结构是由两个氨基酸缩合而成的环二肽, 因其骨架具有稳定的六元环结构, 且有两个氢键给体和两个氢键受体, 使得DKPs具有较强的生物活性和药理活性, 在药物化学中成为一个重要的药效团。近年来从海洋微生物中发现一系列环二肽类化合物, 研究表明其功能不局限于抗菌、细胞毒活性等方面,在群体感应调控机制中也充当着信号分子的重要角色, 已成为化学生态学的研究热点。本文综述了近年来二酮哌嗪类化合物在海洋微生物代谢产物中的研究进展, 并对其研究方向进行了讨论和展望。