| 萘醌-氧吲哚生物碱coprisidins生物合成途径的研究 |
| |
| 引用本文： | 林飞燕,段颖异,江晶洁,黄婷婷,林双君,邓子新. 萘醌-氧吲哚生物碱coprisidins生物合成途径的研究[J]. 微生物学报, 2021, 61(5): 1184-1199 |
| |
| 作者姓名： | 林飞燕 段颖异 江晶洁 黄婷婷 林双君 邓子新 |
| |
| 作者单位： | 上海交通大学生命科学技术学院, 微生物代谢国家重点实验室, 教育部代谢与发育科学国际合作联合实验室, 上海 200240 |
| |
| 基金项目： | 国家重点研发计划（2018YFA0901903）；国家自然科学基金（21632007，31900043）；上海交通大学“新进青年教师启动计划” |
| |
| 摘 要： | [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Streptomyces sp.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（CopB）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CoA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。
|
| 关 键 词： | coprisidins 萘醌-氧吲哚类生物碱 芳香聚酮 生物合成基因簇 合成生物学 |
| 收稿时间： | 2020-05-12 |
| 修稿时间： | 2020-06-03 |
Identification and characterization of the biosynthetic pathway of naphthoquinone-oxindole alkaloid coprisidins |
| |
| Feiyan Lin,Yingyi Duan,Jingjie Jiang,Tingting Huang,Shuangjun Lin,Zixin Deng. Identification and characterization of the biosynthetic pathway of naphthoquinone-oxindole alkaloid coprisidins[J]. Acta microbiologica Sinica, 2021, 61(5): 1184-1199 |
| |
| Authors: | Feiyan Lin Yingyi Duan Jingjie Jiang Tingting Huang Shuangjun Lin Zixin Deng |
| |
| Affiliation: | State Key Laboratory of Microbial Metabolism, Joint International Laboratory on Metabolic & Developmental Sciences, School of Life Sciences & Biotechnology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China |
| |
| Abstract: | |
| |
| Keywords: | coprisidins naphthoquinone-oxindole alkaloid aromatic polyketide biosynthetic gene cluster synthetic biology |
|
| 点击此处可从《微生物学报》浏览原始摘要信息 |
|
点击此处可从《微生物学报》下载全文 |
