【作者】 陈国栋；

【机构】 暨南大学药学院； 五邑大学药学与食品工程学院；

【摘要】 邻醌甲基化物（o-QMs）是一类具有高反应活性的中间体,作为一类不可分离的结构单元广泛用于天然化合物的全合成和小分子化合物库的构建,同时也是活性天然产物形成的重要结构单元。由于它们的不稳定性和不可分离性,大多数报道的o-QMs是通过原位化学合成产生的,但这些化学合成方法需要特殊的催化剂及存在反应选择性差等问题,应用受限。利用天然o-QM生成酶催化形成o-QM的生物方法无需化学催化试剂且具有高选择性,成为高效、环保获得o-QM的理想路径。然而由于缺乏天然o-QM定向发现策略,仅有少数天然o-QMs被发现。针对该问题,我们对目前真菌来源的o-QMs生物合成途径进行了总结,发现真菌来源的o-QMs主要通过:1)邻甲基苯酚的甲基氧化;2)邻羟基苯甲醛的甲酰基还原;3)对羟基吡啶的酮羰基还原等3种途径形成。基于上述的分析,我们以邻甲基苯酚的甲基氧化途径的NRPKS酶（ClaF）和2-ODD酶（ClaD）作为基因组合探针,对实验室构建的真菌库进行基因挖掘,从一株木霉属真菌中定向发现一类可形成新o-QM的前体（trichophenol A）。该前体通过邻甲基苯酚的甲基氧化途径,由trilA（非还原聚酮合酶基因）和trilB（2-氧代戊二酸依赖性双加氧酶基因）负责产生后自发脱水形成o-QM,是一类新型o-QM（trichophenol o-QM）。为了获得结构多样的trichophenol o-QM聚合物,我们将trilA和trilB两个基因分别与两个已知的NRPKS基因（负责产生聚酮化合物YWA1的tanoA和负责产生聚酮化合物trimethylbenzoic acid的ditrA）进行组合生物合成,从而获得了5个新的trichophenol o-QM聚合物（trichophenols D-H）,其中trichophenol D对HeLa细胞具有抑制增殖活性(IC₅₀=12.4μM)。该研究基于o-QM的特性,整合基因挖掘和组合生物合成建立了一种"难分离砌块基因挖掘联合组合生物合成"策略,不仅定向发掘获得一类新天然o-QM,而且无需通过中间体的分离,实现其与特定的o-QM受体的聚合,获得了多种新颖结构的聚合分子,为定向发现天然o-QMs、以及针对难分离/不稳定砌块构建小分子化合物库提供了新的方法实践和借鉴。更多还原