上海交大由德林团队综述多环氧杂蒽酮天然产物生物合成研究进展
发布时间 :2022-09-21  阅读次数 :2858

近日,上海交通大学由德林教授团队应邀在天然产物领域权威期刊《Natural Product Reports》发表了题为 “Chemistry and biosynthesis of bacterial polycyclic xanthone natural products”的综述文章。针对细菌来源的多环氧杂蒽酮类天然产物,系统地综述了其生物合成途径和关键酶的催化机制。生命科学技术学院孔令新助理研究员为第一作者,由德林教授为通讯作者。

细菌来源的多环氧杂蒽酮类(也称呫吨酮)天然产物是一类重要天然产物。其独特的氧杂蒽酮环结构和多样性的抗细菌、抗真菌、抗寄生虫、抗肿瘤生物活性,引起了生物药物和有机合成研究领域的广泛关注。上海交通大学由德林教授课题组与四川抗菌素工业研究所褚以文研究员、王辂副研究员合作,一直致力于研究多环氧杂蒽酮类代表性天然产物-黄脂菌素的生物合成,并取得了多项原创性、系统性的成果,包括克隆鉴定了黄脂菌素生物合成基因簇,在分子水平上解析了其由II型聚酮合酶催化合成的生物合成途径(Chem Biol. 2012, 19(3):422);揭示了黄脂菌素生物合成中黄素单加氧酶XanO4催化氧杂蒽酮环的形成机制,发现XanO4催化氧杂蒽酮生物合成过程中发生了连续2个氧原子插入和一个隐藏的脱甲氧基反应(Cell Chem Biol. 2016, 23(4):508);解析了3个氧甲基转移酶的底物特异性,揭示了其基因复制分化是天然产物结构进化的驱动力(ACS Chem Biol. 2020,15(8):2107);阐明了FAD依赖的氯代酶负责催化氯代修饰的过程,并完成自给自足型多功能融合蛋白的工程化改造(Appl Environ Microbiol. 2020, 86(18):e01225)。

 该文从结构多样性出发,根据多环氧杂蒽酮类天然产物分子骨架和多样后修饰的特点,将其分为九类。针对每一类多环氧杂蒽酮天然产物,详尽地比较了其光谱、质谱特征,汇总并分析了可能的化学结构-生物活性相关性,重点阐述了多环氧杂蒽酮类天然产物的生物合成途径和药效基团-氧杂蒽酮环的酶催化机制以及多重氧甲基化和氯代修饰过程。最后对该领域的未来进行了展望,指出综合运用基因组、代谢组、转录组以及蛋白组多组学技术将有助于发现和丰富多环氧杂蒽酮类天然产物宝库。

该工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的支持。

 

原文链接:https://doi.org/10.1039/d2np00046f