以结构多样化为导向海洋来源放线菌生物碱cyanogramide生物合成研究

批准号:
31670046
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
朱义广
依托单位:
学科分类:
C0103.微生物组学与代谢
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
王鹏霞、张丽萍、金红波、蒋晓东、文钟灵
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中文摘要
海洋微生物次级代谢产物往往具有独特、新颖和复杂的化学结构,为发掘新颖酶学机理提供了良好的材料。从海洋异壁放线菌Actinoalloteichus cyanogriseus WH1-2216-6 中分离鉴定到新生物碱类化合物cyanogramide,该化合物具有独特的螺环的吡咯并[1,2-c]咪唑结构,可有效的降低肿瘤细胞对阿霉素(adriamycin)和长春新碱(vincristine)产生的抗性。为在阐明生物合成机制的基础上获得更多结构衍生物,拟开展以下内容的研究:(1)克隆鉴定cyanogramide生物合成基因簇;(2)获得高产cyanogramide的工程菌株;(3)解析cyanogramide结构中螺环的吡咯并[1,2-c]咪唑结构生物合成机制,确定关键酶的催化机理;(4)在解析生物合成途径的基础上,利用组合生物合成技术进行结构衍生和多样化,初步开展构效关系研究。
英文摘要
The secondary metabolites produced by marine microorganisms often have unique, novel and complex chemical structure, which provided materials for exploring novel enzymatic mechanisms. Cyanogramide, an unprecedented alkaloid bearing a novel spirocyclic pyrrolo[1,2-c]imidazole skeleton, was isolated from the marine-derived Actinoalloteichus cyanogriseus WH1-2216-6.Cyanogramide could efficiently reverse the adriamycin-induced resistance of K562/A02 and MCF-7/Adr cells, and the vincristine-induced resistance of KB/VCR cells.The project intends to carry out the following studies:(1) cloning and identification the biosynthesis gene cluster of cyanogramide; (2)constructing the engineering strain for high producing cyanogramide; (3)elucidating tailoring enzymes in cyanogramide biosynthesis for spirocyclic pyrrolo[1,2-c]imidazole skeleton; (4) generating cyanogramide analogues by combinatorial biosynthesis methods for studying their structure-activity relationships.
生物碱cyanogramide分离自海洋异壁放线菌Actinoalloteichus cyanogriseus WH1-2216-6,具有独特的螺环吡咯并[1,2-c]咪唑结构,可有效的降低肿瘤细胞对阿霉素和长春新碱产生的抗性。本研究主要开展了cyanogramide生物合成基因簇的克隆、高产优化、生物合成机制解析和结构多样化研究,取得的研究成果如下:(1)克隆鉴定的Cyanogramide生物合成基因簇由10个基因组成;(2)利用启动子工程重塑cyanogramide生物合成基因簇,在异源宿主Streptomyces coelicolor YF11实现了cyanogramide的高产表达;(3)结合基因缺失、前体喂养和体内基因重组阐述了5个后修饰基因cyaF-I的功能,体外生化实验鉴定了甲基转移酶CyaF和P450氧化酶CyaH功能,首次发现P450氧化酶CyaH通过碳正离子介导的半频哪醇重排生成氧化吲哚螺环新机制;(4)通过组合生物合成和体外化学酶法,分离鉴定到27个结构同系物,包括23个新化合物,丰富了cyanogramide的化合物资源库。
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Refactoring the Concise Biosynthetic Pathway of Cyanogramide Unveils Spirooxindole Formation Catalyzed by a P450 Enzyme
重构氰基酰胺的简洁生物合成途径揭示了 P450 酶催化的螺吲哚形成
DOI:10.1002/anie.202004978
发表时间:2020
期刊:Angewandte Chemie International Edition
影响因子:--
作者:Zhu Yiguang;Zhang Qingbo;Fang Chunyan;Zhang Yingli;Ma Liang;Liu Zhiwen;Zhai Shilan;Peng Jing;Zhang Liping;Zhu Weiming;Zhang Changsheng
通讯作者:Zhang Changsheng
放线菌源脂肽cihanmycins生物合成修饰酶的功能研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:15.0万元
- 批准年份:2024
- 负责人:朱义广
- 依托单位:
生物碱cyanogramide生物合成中细胞色素P450酶CyaGHI酶学机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60万元
- 批准年份:2021
- 负责人:朱义广
- 依托单位:
海洋放线菌来源聚酮类化合物Pteridic acids生物合成机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:朱义广
- 依托单位:
海洋放线菌源次生代谢产物Cyanogrisides生物合成后修饰酶的功能研究
- 批准号:31470204
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:83.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:朱义广
- 依托单位:
大环内酰胺类化合物Indiamides生物合成研究
- 批准号:31200039
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:朱义广
- 依托单位:
国内基金
海外基金
