细菌聚酮合酶间的杂合方式及聚酮化合物生物合成逻辑

聚酮化合物(polyketide)是一类来源广泛、结构多样的活性天然产物,聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)负责聚酮骨架的生物合成。细菌次级代谢中PKS广泛存在,不同类型的PKS在组成和生物合成机制上各不相同,从而产生截然不同的聚酮骨架。根据细菌PKS功能和生物合成途径的不同,可以将其分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。PKS通常能与其他生物合成酶系杂合以产生结构更为复杂的天然产物。同时,不同类型PKS之间也可以形成多种内部杂合,产生更多样的聚酮骨架。本文总结和比较PKS间的内部杂合,包括Ⅰ型PKS内部杂合、Ⅰ型/Ⅱ型PKS杂合以及Ⅰ型/Ⅲ型PKS杂合,归纳各种杂合基因簇的形成方式及其杂合特征。通过比较杂合聚酮化合物的生物合成机制并讨论杂合聚酮工程化改造的进展,展望了多种潜在的聚酮杂合模式,合理假设存在合成过程相反的Ⅰ型/Ⅱ型PKS杂合模式,或随着化合物的挖掘发现迄今未报道的Ⅱ型/Ⅲ型PKS杂合模式等,指出可以充分和全面地利用细菌基因组信息,通过酶和基因的生物勘探,发现更多更特殊的PKS杂合化合物等一系列针对新颖聚酮化合物进行基因组挖掘的方向,同时也提出了工程化改造trans-AT PKS在cis-AT模块中实现不同寻常的骨架修饰等多种PKS的工程化改造设想,为后续PKS内部杂合基因簇挖掘和表征提供一些新思路。

两个新颖的铜-二氮杂菲和钼(磷,硒)杂多酸组成的有机-无机杂合化合物:合成和晶体结构

水热法合成了两个新颖的有机-无机杂合化合物{[Cu(o-phen)(H2O)]3[Mo5P2O23]}?4.5H2O(1)和{[Cu(o-phen)-(H2O)]2[Mo5Se2O21]}(2)(o-phen=1,10-phenanthroline).通过红外光谱和单晶X射线衍射分析确定了它们的结构.结构分析表明两个分子结构中的相邻[Mo5P2O23]6-或[Mo5Se2O21]4-阴离子均由两个桥式的[Cu(o-phen)(H2O)]单元连接成分别为风车状和双侧桥联状一维聚合链,化合物1的双金属链又通过若干链间氢键形成层状堆积结构.讨论了钼杂多酸阴离子和第二种金属-配体亚单元阳离子之间的相互匹配关系.

关于“IUPAC杂环化合物命名方法”的改进

IUPAC 制定的"杂环化合物命名方法"的许多条款都涉及到杂原子在汉栖—魏德曼(Hantzsch—Widman)词头表中的次序。现列举几条如下:1.单杂环编号要从杂原子开始,若环中不只含有一种杂原子,要从含在词头(表中出现较早的杂原子开始。2.当环中不只含有一种杂原子时。

高乌甲素缩醛类化合物的合成及抗肿瘤活性研究

为寻找抗肿瘤活性好且毒性小的天然产物先导化合物,以高乌甲素与芳香醛杂合化合物为原料,合成了一系列未见文献报道的高乌甲素缩醛类化合物.通过~1H NMR、^(13)C NMR与HRMS对合成的化合物进行了结构表征,并用MTT法测定了所合成高乌甲素缩醛类化合物对人肝癌细胞(HepG2),人肺癌细胞(A-549)及人结肠癌细胞(HCT-8)的细胞毒性.结果显示合成的化合物对不同的肿瘤细胞株表现出不同程度的抑制作用,为高乌甲素的衍生化开发利用提供理论依据.

C—H键核自旋偶合常数和伸缩频率的最大键级杂化轨道研究

利用PM3级别上的最大重迭对称性分子轨道法和最大键级杂化轨道方法,计算了系列碳氢化合物的杂化轨道,拟合出了计算C—H键核自旋偶合常数和伸缩频率的简单关系式。研究了各种碳氢化合物中不同的C—H键核自旋偶合常数和伸缩频率。结果表明,碳氢化合物中的C—H核自旋偶合常数和伸缩频率主要取决于碳原子的轨道杂化作用,为从简单价键理论角度解释和计算1JCH和νCH提供了一种简便直观的方法。

β-卡波林生物碱flazin与冬凌草甲素杂合衍生物的合成及其抗肿瘤活性

基于β-卡波林生物碱flazin和冬凌草甲素的抗肿瘤活性及分子结构特点,对其进行结构修饰,合成了一系列类似物,并利用活性官能团拼接原理,将二者进行杂合获得杂合衍生物.采用改良MTT法研究了杂合衍生物对肿瘤细胞增殖的影响,初步确定了具有良好细胞毒性的活性分子,为获得更为低毒、高效的抗肿瘤先导化合物提供了线索.

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.

聚酮合酶和非核糖体多肽合成酶杂合体研究进展

非核糖体多肽合成酶(Nonribosomal peptide synthases,NRPSs)和聚酮合酶(Polyketide synthases,PKSs)是两类结构较复杂的多功能巨型酶,在非核糖体多肽类化合物(Nonribosomal peptide,NRP)和聚酮类化合物(Polyketide,PK)的合成中至关重要。该文的目的是希望可以为研究NRPS和PKS的工作者提供帮助。文章论述了NRPS和I型PKS的结构,简单介绍了两者的作用机理;另外,伴随生物信息技术和测序技术手段的发展,以及PKS和NRPS基因簇信息的不断完善,使得人们对PKS-NRPS杂合的机制有了清晰的认识,越来越多的PKS-NRPS杂合化合物被发现,而PKS-NRPS的杂合极大地丰富了组合生物合成的领域;还综述了近年来新发现的PKSNRPS杂合的化合物。资料显示许多微生物体内都有很多PKS-NRPS杂合的基因簇,然而在标准实验条件下,由于缺少一定的刺激,这些基因簇是不表达的,但如果利用一定的技术手段,也能够使这些沉默的基因簇表达,所获得的PKS-NRPS杂合化合物通常都会有抗菌或抗肿瘤或抗病毒的作用,意义重大。总的来说,PKS和NRPS是两种结构复杂、功能重要的酶,可用于研制抗生素、抗真菌剂、抗癌和抗肿瘤药物等,是当前药物领域研究的热点,希望这些新的两者杂合的化合物能够带来医药研究领域的新突破。

粘多糖病Ⅲ型:Sanfilippo综合征

粘多糖病(下称MPS)是细胞溶酶体内各种酸性粘多糖(下称AMPS)的水解酶发生遗传缺陷,导致某一AMPS降解代谢出现障碍而引起的一组疾病。自1917年Hunter、1919年Hurler最先报道MPS Ⅱ型、Ⅰ型病例以来,已相继发现6大型、近10多种具有各自临床特征和生化缺陷的病种(见表)。Sanfilippo综合征(下简称SF症,本症的A、B、C、D型分别称SFA、SFB、SFC和SFD)属第Ⅲ型,首先由Sanfillipo(1963)加以描述,指出这些智力严重落后儿童均有硫酸乙酰肝素(Heparansulfate,HS)的先天代谢障碍;近10年来由于酶分析的进展。