高等真菌中NF-κB抑制剂panepoxydone的生物合成机制研究
结题报告
批准号:
21807054
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.2 万元
负责人:
杨彦龙
依托单位:
学科分类:
B0705.生物合成化学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
龙铱、白为、唐婷、周满、马凯亮
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中文摘要
Panepoxydone是由高等真菌野生革耳(Panus rudis)产生的一个NF-κB抑制剂,具有良好的抗肿瘤活性和潜在的药物开发前景,但是其生物合成机制不清楚。前期研究中我们发现饲喂L-苯丙氨酸可以明显增加panepoxydone类化合物的含量;饲喂叔丁基对苯二酚可以产生对应的panepoxydone的类似物。基于此,我们推测在P. rudis中很有可能首先由L-苯丙氨酸代谢形成对羟基苯甲酸,然后通过异戊烯基化、氧化脱羧、环氧化等反应形成panepoxydone。本项目拟通过同位素标记的前体饲喂实验阐明该化合物的生源途径,揭示高等真菌中苯丙氨酸到对羟基苯甲酸的代谢途径;并利用基因克隆、异源表达和体外酶催化功能验证的方法确定其生物合成中环氧化酶的功能。期望在基因和酶学水平上阐明其生物合成机制,揭示环氧环己烯酮类化合物产生的一般机制,为利用合成生物学生产和改造该类化合物奠定基础。
英文摘要
Panepoxydone is a NF-κB inhibitor produced by higher fungi Panus rudis, which has shown significant antitumor activity and clinical potential for the treatment of breast cancer. However, the biosynthetic pathway for panepoxydone is still not clear. In our previous study, we found the content of panepoxydone and its derivatives were obviously increased after feeding L-Phenylalanine. Besides, an analogues of panepoxydone was obtained after feeding tert-Butylhydroquinone. Based on these results, we proposed panepoxydone may be biosynthesized from L-Phenylalanine. In p. rudis, L-Phenylalanine may be degrade to form p-hydroxybenzoic acid, which is then followed by prenylation、oxidative decarboxylation and epoxidation. In this project, we will elucidate the biosynthetic pathway for panepoxydone by 13C-labeling studies, which will reveal the biosynthetic pathway for p-hydroxybenzoic acid from L-Phenylalanine in higher fungi, and try to identify the key epoxidase involved in its biosynthetic pathway by gene clone、heterologous expression and in vitro assay. These results will provide basic knowledge for understanding the biosynthetic pathway of epoxyquinone and generation of new derivatives with similar structure by synthetic biology.
Panepoxydone是由高等真菌野生革耳产生的一个环氧环己烯酮类天然产物,由于良好的生物活性目前已经被开发为商业化的NF-KB抑制剂。但其生物合成途径特别是结构中环氧环己烯酮结构单元的形成机制不清楚。基于此本项目围绕Panepoxydone的生物合成途径解析及其环氧环己烯酮结构单元的形成机制进行了研究。研究首先利用同位素标记的前体和化学合成的前体类似物饲喂实验初步阐明了Panepoxydone的生源途径,发现panepoxydone结构中环氧环己烯酮结构单元来源于L-苯丙氨酸的芳环,异戊烯基结构单元来源于MVA途径,关键的中间体为异戊烯基对苯二酚。随后利用全基因组测序,转录组测序,代谢产物谱检测和代谢途径在酿酒酵母中的重构等实验成功鉴定了负责其生物合成的基因簇pan,并通过异源表达和体外酶催化实验鉴定了其中的异戊烯基转移酶panE和负责环氧环己烯酮结构单元形成的环氧化酶PanH的功能。在此基础上,以表达panH的酿酒酵母为催化剂成功开发了生物催化合成环氧环己烯酮类化合物的方法,极大的简化了该类化合物的合成路线。综上,本项目成功鉴定了负责panepoxydone生物合成的基因簇,并确定了其中异戊烯基转移酶和环氧化酶的功能,研究结果首次揭示了高等真菌中环氧环己烯酮类化合物的形成机制,同时为该类化合物的合成提供了一种有效的生物催化剂。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
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发表时间:2019-07-01
期刊:FUNGAL GENETICS AND BIOLOGY
影响因子:3
作者:Li, Xin-Lin;Xu, Yu-Xing;Gao, Wei
通讯作者:Gao, Wei
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DOI:10.1016/j.tetlet.2020.152715
发表时间:2021
期刊:Tetrahedron Letters
影响因子:1.8
作者:Ren Panlong;Wang Jing;Miao Xinyu;Zhu Weide;Wu Yueting;Li Yun;Gao Kun;Yang Yan-Long
通讯作者:Yang Yan-Long
DOI:10.1039/d0ob01235a
发表时间:2020
期刊:Organic and Biomolecular Chemistry
影响因子:3.2
作者:Ren Panlong;Miao Xinyu;Tang Ting;Wu Yueting;Wang Jing;Zeng Ying;Li Yun;Gao Kun;Yang Yan-Long
通讯作者:Yang Yan-Long
棒柄杯伞中抗肿瘤杂萜clavilactones的生物合成机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    杨彦龙
  • 依托单位:
国内基金
海外基金