氧化偶氮霉素的生物合成機(jī)制研究.pdf

1、氧化偶氮基化合物(azoxy compounds)是一類比較少見的含有氧化偶氮基[-N=N(=O)-]的化合物，在染料、還原劑、化學(xué)穩(wěn)定劑、炸藥以及藥物上具有悠久的應(yīng)用歷史。與苯環(huán)相連的氧化偶氮鍵具有獨(dú)特的順反異構(gòu)性能，因而氧化偶氮基化合物合成的材料具有光控活性（將光能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能），其中芳香族氧化偶氮基化合物由于具有優(yōu)良的光控液晶性能更是備受科學(xué)界關(guān)注。迄今為止，只有少數(shù)的氧化偶氮基化合物被報(bào)道，芳香族氧化偶氮基化合物更是罕見，而且作

2、為光化學(xué)活性核心的氧化偶氮鍵的生物合成機(jī)制迄今未被揭示。研究芳香族氧化偶氮基天然產(chǎn)物的生物合成機(jī)制，將為光控液晶材料的生物制造奠定理論基礎(chǔ)，具有重要的研究價(jià)值和應(yīng)用意義。
　　本論文研究的氧化偶氮霉素來自工業(yè)菌恰塔努加鏈霉菌L10，系其發(fā)酵過程中產(chǎn)生的黃色物質(zhì)，通過分離純化與結(jié)構(gòu)鑒定為三個(gè)芳香族的氧化偶氮基化合物，命名為氧化偶氮霉素(azoxymycin)A、B和C。三個(gè)氧化偶氮霉素的分子式通過高分辨質(zhì)譜計(jì)算并且用同位素取代實(shí)驗(yàn)證

3、明，氧化偶氮霉素A和B的化學(xué)結(jié)構(gòu)是通過一維和二維核磁共振波譜鑒定的;而氧化偶氮霉素C由于溶解度緣由，其核磁共振解析未能成功，通過質(zhì)譜、紫外吸收譜、以及酸水解實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了推測，所推測的結(jié)構(gòu)與其生物合成途徑完全吻合。
　　基于氧化偶氮霉素的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的生物信息學(xué)分析，本研究從恰塔努加鏈霉菌L10的基因組中篩選到了對應(yīng)的合成基因簇，通過基因敲除實(shí)驗(yàn)證實(shí)基因簇?zé)o誤，同時(shí)完整解析了其生物合成途徑?；蚯贸龑?shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了合成氧化偶氮鍵的關(guān)鍵酶A

4、zoC——罕見的N-氧化酶，為揭示偶氮基化合物的生物合成機(jī)制提供了重要基礎(chǔ)。
　　同時(shí)，本研究對氧化偶氮霉素的生物活性進(jìn)行了測試，結(jié)果表明對所測試的細(xì)菌、真菌和細(xì)胞均無明顯抑制作用，但具有一定的Caspase-3活性和PTP1B活性;化學(xué)活性研究表明，三個(gè)氧化偶氮霉素均表現(xiàn)出明顯的光致異構(gòu)活性。
　　綜上所述，本研究鑒定了三個(gè)結(jié)構(gòu)全新的芳香族氧化偶氮基化合物，完整解析了其生物合成途徑，發(fā)現(xiàn)了合成氧化偶氮鍵的關(guān)鍵酶AzoC，并