生物通报道  中国科学院南海海洋研究所海洋微生物代谢工程与组合生物合成课题组在次生代谢产物的生物合成研究方面取得重要进展。该团队完成了重要抗菌剂台勾霉素的生物合成基因簇的克隆、鉴定和关键酶的功能阐述。这项研究获得了国家自然科学基金、中国科学院“****”和知识创新工程项目以及国家重点基础研究发展计划（973计划）等项目的支持。部分成果已于近日在线发表在《Journal  of  the  American  Chemical  Society 》杂志上。

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    领导这项课题的张长生博士早年毕业于上海交通大学，多年来围绕天然产物的生物合成以及其体外酶学和化学修饰等方面展开研究工作，参与并主持了多项包括国家自然科学基金，德国研究联合会（Deutsche Forsungsgemeinschaft,DFG），美国国立卫生研究院（NIH）及美国国立癌症协会（NCI）等研究项目并取得了一系列重要科研成果，迄今已发表SCI论文20 余篇，在天然产物糖基转移酶领域做出了突破性的工作，并在国际上引起一定的影响，美国科学院院士，哈佛大学医学院教授C.T. Walsh曾在Nature撰专文对其研究成果予以高度评价。

    台勾霉素（tiacumicins）由放线菌指孢囊菌NRRL  18085产生，具有抗各种革兰氏阳性菌的活性，针对艰难梭菌引起的腹泻的疗效优于万古霉素，目前已经在美国进入三期临床试验。

    张长生课题组从指孢囊菌NRRL  18085中克隆和鉴定了长约111  kb的DNA片段，包含了50个开放阅读框（ORFs），涵盖了完整的台勾霉素（tiacumicins）生物合成基因簇。通过构建指孢囊菌的遗传操作体系并进行基因敲除突变，研究人员确定了台勾霉素生物合成基因簇的边界，证实了其中31个ORF与台勾霉素的生物合成相关，同时从7个关键基因的突变株中分离鉴定了18个台勾霉素新结构类似物，从而清晰地阐明了2个糖基转移酶(TiaG1和TiaG2)，2个细胞色素P450氧化酶（TiaP1和TiaP2），1个酰基转移酶（TiaS6），1个C-甲基转移酶（TiaS2）和1个卤化酶（TiaM）的体内功能。

    另外，体外生化实验表明，卤化酶TiaM能够以脱氯的台勾霉素作为底物进行两次有序的卤化反应，从而首次在原核生物中发现并证实了具有后修饰功能的卤化酶。这项研究揭示了台勾霉素的生物合成途径和生物合成机理，充分展示了组合生物合成技术在丰富天然产物结构多样性方面的潜力。

（生物通：何嫱)

作者简介：

张长生

博士，研究员，博士生导师，中科院“****”入选者。海洋化学生物学、分子微生物学、专海洋天然药物化学业。美国威斯康星大学博士后。1994年本科毕业于上海交通大学。多年来围绕天然产物的生物合成以及其体外酶学和化学修饰等方面展开研究工作，参与并主持了多项包括国家自然科学基金，德国研究联合会（Deutsche Forsungsgemeinschaft,DFG），美国国立卫生研究院（NIH）及美国国立癌症协会（NCI）等研究项目并取得了一系列重要科研成果，迄今已发表SCI论文20 余篇，包括国际顶尖杂志Science论文1 篇（第一作者）,以及Nature Biotchnol, Nature Chem Biol, Angew Chem Intl Ed, JACS，Chem Biol，JBC，ChemBioChem等多篇国际主流杂志论文。在天然产物糖基转移酶领域做出了突破性的工作，并在国际上引起一定的影响，美国科学院院士，哈佛大学医学院教授C.T. Walsh在Nature撰专文予以高度评价。论文得到国际同行的普遍认可。多项成果先后报导于Chemical & Engineering news, Wisconsin State Journal 和 United Press International。拥有国际专利一项并授权美国Centrose公司进行产业化探索。

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