组合生物合成聚酮类药物研究进展

在筛选和发展新型微生物药物方面组合生物合成日益成为生物、化学和医药界关注的重点。基于聚酮类（PK）天然产物的独特化学结构和良好生物活性，研究它们的生物合成机制，将为合理化遗传修饰生物合成途径获得结构类似物提供遗传和生物化学的基础，实现利用现代生物学和化学的技术手段在微生物体内进行药物开发的目的。现综述近年来组合生物合成技术的基本原理、聚酮合酶的基本作用机制以及合成途径的改造情况等。     

组合生物合成技术在药物研发中的应用

介绍组合生物合成技术在药物发现中的应用情况及研究进展。近年来迅速发展的组合生物合成技术为微生物活性代谢产物的结构修饰提供了新的方法,利用该技术,通过基因水平的改造,可获得结构新颖的化合物,为药物筛选拓宽了来源。     

激活微生物沉默基因簇合成新型天然产物的研究

随着微生物基因组测序项目开展,越来越多的沉默基因簇被发现。采用激活微生物沉默基因簇的方法,可以充分发掘微生物次级代谢的潜力并可以获得大量新结构天然产物,为新药发现提供更多天然化合物来源。本文简要介绍激活沉默基因簇合成微生物次级代谢产物的方法。     

非核糖体肽类化合物的组合生物合成策略研究进展

很多微生物能够利用非核糖体肽合酶合成结构复杂、种类繁多、生物活性多样的小分子肽类化合物.组合生物合成是对控制抗生素生物合成的基因簇进行阻断、置换、重组或异源表达等遗传操作,从而达到利用生物技术和环境友好的手段构建化合物衍生物库的目的.组合生物合成在增加天然活性化合物的数量,改良天然化合物的生物学活性,提高天然化合物的产量,开发创新药物和酶制剂等领域都具有重要应用价值.近年来,非核糖体肽的组合生物合成研究取得了重要进展.本文就非核糖体肽合酶的组合生物合成研究策略,从模块定点突变、替换、插入、删除、模块“洗牌”与异源表达等角度进行了综述.     

海洋芽孢杆菌B-9987中macrolactin生物合成基因簇分析及反式酰基转移酶高表达

目的 对海洋芽孢杆菌B-9987中macrolactin生物合成基因簇及其关键基因进行分析、鉴定及功能研究。方法 通过生物信息学手段对基因簇的基因组成和功能结构域进行了分析;构建了用于酰基转移酶基因高表达的大肠杆菌—芽孢杆菌穿梭载体,采用电击转化方法导入B-9987之中进行高表达。 结果 macrolactins是由位于同一个操纵子的8个基因bmmA-I所编码的反式酰基转移酶聚酮合酶体系组装而成,反式酰基转移酶(trans-acyltransferase,trans-AT)BmmA的高表达使macrolactin A的产量提高了约0.6倍。结论 macrolactin生物合成基因簇在具有生物防治活性的芽孢杆菌中普遍存在,且高度保守;反式酰基转移酶的高表达能够增加macrolactin A的产量。     

微生物天然产物生物及化学信息学最新进展

摘要：微生物天然产物一直是药物开发的重要源泉,而且目前仍是新结构天然产物的重要来源。但随着微生物天然产物基数的增加,重复发现已经成为制约其发展的主要因素,而基于生物信息学和化学信息学建立起来的基因组挖掘技术是解决这一问题的关键。近年来天然产物相关信息学研究一直处于加速发展阶段,为了使天然产物研究者能够及时了解并选择性使用这些信息学工具,以提高新化合物的发现效率,本文对近两年来微生物天然产物研究领域相关的信息学工具进行了综述。     

Comparison of Expression of Secondary Metabolite Biosynthesis Cluster Genes in Aspergillus flavus,A. parasiticus,and A. oryzae

Fifty six secondary metabolite biosynthesis gene clusters are predicted to be in the Aspergillus flavus genome. In spite of this, the biosyntheses of only seven metabolites, including the aflatoxins, kojic acid, cyclopiazonic acid and aflatrem, have been assigned to a particular gene cluster. We used RNA-seq to compare expression of secondary metabolite genes in gene clusters for the closely related fungi A. parasiticus, A. oryzae, and A. flavus S and L sclerotial morphotypes. The data help to refine the identification of probable functional gene clusters within these species. Our results suggest that A. flavus, a prevalent contaminant of maize, cottonseed, peanuts and tree nuts, is capable of producing metabolites which, besides aflatoxin, could be an underappreciated contributor to its toxicity.     

Systems biology of cyanobacterial secondary metabolite production and its role in drug discovery

Background: Cyanobacteria continue to be an important source of compounds that show unprecedented biological activities of pharmaceutical interest. Cyanobacterial metabolites show an interesting and exciting range of biological activities ranging from antimicrobial and immunosuppressant to anticancer and anti-HIV. Objective: This review explores the possibilities of applying systems biology approaches for harnessing these compounds as drug leads, primarily produced through large multimodular non-ribosomal peptide synthetase (NRPS), polyketide synthase (PKS) and mixed NRPS–PKS enzymatic systems. Methods: A brief survey of the strategies for in silico analysis for drug target identification using genomic and high-throughput proteomics data, virtual screening and receptor–ligand docking based approaches are also discussed. Conclusion: We conclude with an outlook on how the field will evolve, especially in partnership with the new engineering-based, more endpoint exploitative paradigm of synthetic biology.