化学-酶催化定向改造高附加值五环杂二萜chevalone E的前期开发

药用植物内生真菌是天然活性物质的重要来源。真菌代谢产物杂二萜类具有复杂的环系结构,有广泛的生物活性,如抗炎、抗增殖、抗肿瘤、抗菌、抗真菌、抗过敏、抗氧化、抗高血脂、细胞毒等活性。杂二萜类天然产物药用价值高,但它们天然表达产量少,获取它们的经济成本较高,而米曲霉异源表达获得此类天然产物的经济成本则相对较低。化学-酶selleck合成催化定向改造天然产物可选择性对化合物进行官能团化,并进一步变为此类天然产物的衍生物,该方法是化合物结构衍生化的重要手段。本文借助米曲霉异源表达手段,在滇重楼内生真菌Aspergillus versicolor031submicroscopic P falciparum infections2中发现了一条可以产五环杂二萜chevalone E(1)及其衍生物的基因簇,并获得高产化合物1的米曲霉菌株,再通过用滇重楼内生真菌Aspergillus felis 0260第72条基因簇的化学酶(短链脱氢酶,olcC59溶解度F’)对化合物1的A环进行改造,生成了化合物chevalone F(9)。将高产chevalone E的菌株与P450氧化酶cle2和cle4、短链脱氢酶olcF’组合表达于米曲霉宿主中,产生了7个新的chevalones类似物(化合物10-16),其中新化合物10含有特征结构的半缩醛桥。通过化学合成的方法,将化合物10合成为螺内酯化合物17。通过对新产生的chevalones类似物做药理活性评估,发现化合物9-12具有一定的协同阿霉素(DOX)抗肿瘤的活性。本文通过体内米曲霉异源表达、底物饲喂、体外酶反应实验,推导了chevalone E衍生物的生物合成路径。本文首次运用化学-酶催化的方式定向改造了杂二萜化合物,揭示了目标化学酶(OlcF’蛋白)是NAD~+依赖的短链脱氢酶。通过化学-酶催化的方法,对滇重楼内生真菌Aspergillus versicolor 0312 cle基因簇的重要天然产物五环杂二萜chevalone E进行定向改造,获得与chevalone E一样的具有高附加值的chevalones衍生物,为发现和构建新的且具有协同活性的天然产物提供了一个思路,为进一步的科技成果转化提供了一定的参考。