潜在抗肿瘤分子trichodermamides 的生物合成及分子生物学研究

Trichodermamides with unique 1,2-oxazadecaline system belong to epipolythiodioxopiperazine. The biosynthetic pathways of trichodermamides remain unclear; especially the enzymes involving in the formation of special are unknown. In the basis of finding of high producing strain Trichoderma hypoxylonocola and full genome sequencing, we will perform the following works: 1) to establish the genetic manipulation system of T. hypoxylonocola and knockout the candidates of backnone genes to target the gene cluster of trichoderamide A; 2) to delete all biosynthetic genes involving in trichoderamide A and identify the metabolites from mutants; 3) to clone and express the enzymes catalyzing the formations of oxime bond, disulphur bridge and assess their biochemical properties; 4) to isolate and elucidate all structures from mutants and/or enzymatic products. Then, we will build the biosynthetic pathway of trichoderamide A. Taken together, out study will provide a new insights into the biosynthesis of ETP derivatives and paves the way to the development and application for these compounds.

Trichodermamides属于多硫代二酮哌嗪类化合物，具有独特的1,2-噁嗪环，有关其生物合成及特殊酶的反应机制尚不清楚。本研究拟在该类化合物的高产菌株炭团木霉全基因组测序的基础上，进行以下研究：1）建立炭团木霉的遗传操作系统，通过基因敲除trichodermamide A的候选骨架基因，确定目标基因簇；2）系统敲除合成trichodermamide A的各个基因，鉴定突变株的代谢产物；3）确定并克隆并表达1,2-噁嗪环和异环二硫键形成的酶，研究其生化特性及反应机理；4）分离并鉴定全部突变株的代谢产物或酶反应产物的结构，构建trichodermamide A的生物合成途径。本研究将为多硫代二酮哌嗪类化合物的生物合成提供新认识，为该类化合物的开发利用奠定基础。

Trichodermamides属于多硫代二酮哌嗪类化合物，具有独特的1,2-噁嗪环和二硫键，有关其生物合成及特殊酶的反应机制尚不清楚。本研究在该类化合物的高产菌株炭团木霉全基因组测序的基础上，建立了高效的炭团木霉的遗传操作系统，通过基因敲除trichodermamide A的候选骨架基因，确定目标基因簇；通过基因敲除合成trichodermamide A的相关各个基因，分离并鉴定全部突变株的代谢产物或酶反应产物的结构；确定并克隆并表达了1,2-噁嗪环和异环二硫键形成的酶，通过体外反应研究其生化特性及反应机理，最后阐明了trichodermamide A的生物合成途径。本研究首次揭示了真菌中α, β-和α, α-二硫桥的形成机制，并证实真菌中存在一类核黄素依赖的氧化酶具有重要的底物和催化反应的宽泛性，拓宽了我们对小分子中二硫桥的认识，为开发及合成生物学创制具有丰富活性的ETP类化合物奠定了理论基础。