解析阿卡波糖中C 7 -环醇和双脱氧糖模块的生物合成

发布时间：2023-08-03 19:01

　　阿卡波糖(Acarbose)作为一种α-葡萄糖苷酶抑制剂,被广泛用于临床治疗2型糖尿病,近年来,随着全球糖尿病患病率的不断增长,阿卡波糖的市场需求量逐年上升。工业上,该化合物主要是通过游动放线菌的衍生高产菌株Actinoplanes sp.SE50/110发酵产生。前期研究者们利用蛋白序列同源性分析、化合物同位素标记喂养及体外酶学分析等手段,提出了阿卡波糖生物合成途径的假说,即:以景天庚酮糖-7-磷酸为前体合成的C₇-环醇单元与以D-葡萄糖-1-磷酸为前体合成的双脱氧糖单元经糖基转移酶催化缩合形成dTDP-阿卡维基-7-磷酸核心,然后再与一分子的麦芽糖缩合生成阿卡波糖-7-磷酸,而后,该化合物脱去磷酸生成阿卡波糖。但是,除了C₇-环醇模块合成的前三步反应外,其它的反应途径均未得到证实。本研究利用蛋白同源性分析,推测了acbA、acbB和acbV基因编码的蛋白可能负责合成阿卡波糖的双脱氧糖单元。通过体内同框缺失及回补acbA、acbB和acbV基因,确定了这三个基因均为阿卡波糖合成的必需基因;而后,通过体外酶促反应,确定了相关酶的功能并测定了酶...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
    1.1 阿卡波糖及其生产菌株的研究现状
        1.1.1 阿卡波糖生物合成的研究进展
        1.1.2 阿卡波糖发酵工程的研究进展
        1.1.3 阿卡波糖产生菌高效遗传操作体系的建立、优化与应用
    1.2 脱氧己糖类化合物生物合成的研究进展
        1.2.1 天然的脱氧己糖及其生物学意义简介
        1.2.2 脱氧糖生物合成途径的研究进展
    1.3 C₇-环醇类抗生素生物合成的研究进展
        1.3.1 井冈霉素的生物合成
        1.3.2 Pyralomicins的生物合成
        1.3.3 Salbostatin的生物合成
        1.3.4 Cetoniacytone A的生物合成
    1.4 研究内容和目的
        1.4.1 本研究的基础
        1.4.2 本研究的主要内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 菌株
    2.2 质粒
    2.3 引物
    2.4 培养基
        2.4.1 大肠杆菌培养基
        2.4.2 游动放线菌培养基
    2.5 试剂及配制方法
    2.6 实验方法
第三章 阿卡波糖双脱氧糖模块的生物合成
    3.1 前言
    3.2 结果与分析
        3.2.1 鉴定负责阿卡波糖双脱氧糖模块合成的必需基因
        3.2.2 AcbA的功能分析及其酶学性质表征
        3.2.3 AcbB的功能分析及其酶学性质表征
        3.2.4 AcbV的功能分析及其酶学性质表征
        3.2.5 体外重构双脱氧糖模块的合成过程
    3.4 小结
第四章 阿卡波糖C₇-环醇模块的生物合成
    4.1 前言
    4.2 结果讨论
        4.2.1 AcbU蛋白功能探究
        4.2.2 AcbR蛋白功能验证
        4.2.3 利用体外活性追踪寻找未知蛋白
    4.3 小结
第五章 鉴定阿卡波糖合成基因簇中的必需基因
    5.1 前言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 体内缺失acbQ和 acbK基因
        5.2.2 acbQ基因回补
        5.2.3 acbQ蛋白的功能预测
    5.3 小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 研究创新点
    6.3 展望
参考文献
附录
致谢
攻读硕士期间的研究成果



本文编号：3838634