生物通报道：来自美国威斯康星大学麦迪逊分校，中科院成都生物研究所等处的研究人员在Tautomycetin (TTN)生物合成研究获得了新进展，这为阐明TTN生物合成途径奠定了物质基础和化学理论基础，这一研究成果在化学领域权威性杂志《美国化学会志》（JACS）（J. Am. Chem. Soc.,volume 132,Issue 19,pp 6663–6671;DOI: 10.1021/ja9082446）上发表。

文章的第一作者是中科院成都生物研究所罗应刚博士，罗应刚博士在获得中国科学院访问学者奖学金，在美国威斯康星大学麦迪逊分校进行合作研究，他曾先后主研或参研抗肿瘤天然药物的研究、一种抗微管植物的有效成分研究（四川省攻关/基础研究，2002.01-2004.12）、两种川产道地中药材的代谢组学研究等项目的研究。

Tautomycetin (TTN)是从Streptomyces griseochromogenes菌株中分离得到的第一个高选择性的蛋白磷酸化酶-1（PP-1）抑制剂，广泛应用于神经系统紊乱、代谢综合症、呼吸系统及相关疾病、免疫抑制、肿瘤治疗等诸多领域。TTN是罕见的含有末端双键的酸酐类化合物，与末端双键相连的亲脂性长链对该化合物的生物活性特别是对PP-1的选择性抑制非常重要。为了更好的理解S. griseochromogenes是如何产生TTN，美国威斯康星大学–麦迪逊分校Shen组克隆了其生物合成基因簇，但是聚酮酶合成产物是如何转化为目标终产物TTN的，还有待进一步研究。

在这篇文章中，研究人员首先在克隆TTN生物合成基因簇的基础上，运用分子生物学技术分别灭活TTN生物合成途径中编码脱羧酶和脱水酶的ttnD和ttnF基因得到变异株SB13013 和SB13014。通过发酵、分离鉴定了上述基因缺失突变株所积累的生物合成中间体。ΔttnD的变异株SB13013积累4个新的TTN类似物：TTN D-1、 TTN D-2、TTN D-3和 TTN D-4；而ΔttnF的变异株SB13014只积累一个TTN的类似物即TTN F-1。这些TTN类似物的生成不仅确证了TtnD 和TtnF的功能，还对TTN C5-酮装配的先后顺序提供了直接的化学证据。所有新TTN类似物都含有特征的羧酸片断，表明在缺失TtnF情况下TtnD显然不能催化脱羧反应。TTN C2''-C5 片段是TTN表现对PP-1的独特高选择性的重要关键结构，上述化合物的细胞毒性实验和蛋白磷酸化酶抑制实验也表明TtnDF催化的官能团引入的重要性。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Functional Characterization of TtnD and TtnF, Unveiling New Insights into Tautomycetin Biosynthesis

The biosynthetic gene cluster for tautomycetin (TTN), a highly potent and selective protein phosphatase (PP) inhibitor isolated from Streptomyces griseochromogenes, has recently been cloned and sequenced. To better understand the transformations responsible for converting the post-polyketide synthase product into the exciting anticancer and immunosuppressive chemotherapeutic candidate TTN, we produced and characterized new analogues resulting from inactivation of two genes, ttnD and ttnF, in S. griseochromogenes. Inactivation of ttnD and ttnF, which encode for putative decarboxylase and dehydratase enzymes, respectively, afforded mutant strains SB13013 and SB13014. The ΔttnD mutant SB13013 accumulated four new TTN analogues, TTN D-1, TTN D-2, TTN D-3, and TTN D-4, whereas the ΔttnF mutant accumulated only one new TTN analogue, TTN F-1. The accumulation of these new TTN analogues defines the function of TtnD and TtnF and the timing of their chemistries in relation to installation of the C5 ketone moiety within TTN. Notably, all new analogues possess a structurally distinguishing carboxylic acid moiety, revealing that TtnD apparently cannot catalyze decarboxylation in the absence of TtnF. Additionally, cytotoxicity and PP inhibition assays reveal the importance of the functional groups installed by TtnDF and, consistent with earlier proposals, the C2′′−C5 fragment of TTN to be a critical structural determinant behind the important and unique PP-1 selectivity displayed by TTN.

作者简介：

罗应刚，男，汉族，1974年10月生，四川内江人。先后毕业于西南师范大学生命科学学院（1997年7月，生物学学士）、中国科学院成都生物研究所（2000年7月，植物学专业药物化学方向硕士）、中国科学院成都有机化学研究所（2003年7月，有机化学博士）。自2003年7月至今在中国科学院成都生物研究所天然产物研究中心从事有机化学和药物化学研究。

先后主研或参研抗肿瘤天然药物的研究（中国科学院“****”，1998.01-2001.01）、一种抗微管植物的有效成分研究（四川省攻关/基础研究，2002.01-2004.12）、两种川产道地中药材的代谢组学研究（中国科学院王宽诚基金，2003.01-2004.12）、植物化学组学（中国科学院重要方向，2003.01-2005.12）和3-芳基-2-喹诺酮类化合物的合成及构效关系（自然科学基金，2005.01-2005.12）等项目的研究。

先后在Tetrahedron, Steroids, Planta Medica, Lipids, Amino Acids, Phytochemistry等国际国内刊物发表科技论文13篇（其中SCI论文10篇），申请发明专利2项。

入选2004年度中组部、中国科学院“西部之光”人才培养计划。
“西部之光”项目：西部地区动物毛发等角蛋白资源的深度研究与系列产品开发

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