通过合成生物学的方式对利福霉素进行骨架挖掘、结构优化以及后修饰探究

发布时间：2021-05-15 23:04

　　结核病作为全球性的难题,到目前为止仍然是全球前十位死因之一,由于艾滋病和耐药结核杆菌的全球蔓延,结核病防治工作任重而道远。利福霉素的半合成衍生物利福平、利福喷汀和利福布汀对结核病的疗效突出,一直以来是临床治疗结核病、麻风病以及与艾滋相关的结核杆菌感染的一线药物。然而,近年来由于其广泛的临床使用,结核分枝杆菌逐渐对其产生了耐药性,因此,发现或者合成抗耐药结核分枝杆菌的利福霉素衍生物也就迫在眉睫。特别是,自从1957年利福霉素被发现以来,其生物合成途径和机理仍然大多停留在假说阶段。本学位论文主要从以下三方面开展利福霉素生物合成研究,以丰富利福霉素的结构多样性,获得可供活性筛选的利福霉素衍生物。首先对利福霉素高产菌株A.mediterranei S699在YMG琼脂平板上进行了大量发酵,分离得到11个化合物,包括6个新化合物（1-6）。其中,利福霉素糖苷1（rifamycinoside A）和2（rifamycinoside B）的聚酮骨架代表了利福霉素安莎链的一种新颖断裂方式。化合物6和8显示出潜在的鼠伤寒沙门菌Ⅲ型分泌系统（T3SS）抑制活性,可用于抗革兰氏阴性菌感染药物的开发。此外,化... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：234 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 结核病
        1.1.1 概述
        1.1.2 耐药结核病
        1.1.3 抗结核病药物
    1.2 利福霉素
        1.2.1 概述
        1.2.2 结构类型与分布
        1.2.3 作用机制和抗性机制
        1.2.4 生物合成
    1.3 小结
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 培养基及实验试剂
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 菌株
        2.1.4 质粒
        2.1.5 引物
    2.2 实验方法
        2.2.1 菌株培养及保藏
        2.2.2 大肠杆菌质粒DNA提取
        2.2.3 大肠杆菌感受态细胞的制备及转化
        2.2.4 质粒构建
        2.2.5 链霉菌电转化感受态细胞的制备及转化
        2.2.6 链霉菌基因组DNA少量提取
        2.2.7 基因替换突变株的构建
        2.2.8 基因敲除突变株的构建
        2.2.9 点突变突变株的构建
        2.2.10 基因回补突变株的构建
        2.2.11 突变株的小量发酵检测
        2.2.12 菌株的大量发酵与提取分离
        2.2.13 蛋白异源表达和纯化
        2.2.14 生物活性的测定
第三章 利福霉素产生菌Amycolatopsis mediterranei S699的化学成分研究
    3.1 引言
    3.2 菌株的发酵培养和代谢产物分离纯化
    3.3 化合物结构解析
        3.3.1 化合物1的结构解析
        3.3.2 化合物2的结构解析
        3.3.3 化合物3和4的结构解析
        3.3.4 化合物5和6的结构解析
    3.4 化合物生物活性研究
        3.4.1 抗菌活性
        3.4.2 三型分泌系统(T3SS)抑制活性
        3.4.3 拓扑异构酶(Topo)抑制活性
        3.4.4 细胞毒性
    3.5 讨论与结论
第四章 利福霉素的合成生物学结构优化
    4.1 引言
    4.2 聚酮链延伸单元的改造
        4.2.1 研究思路与策略
        4.2.2 实验方案与结果
        4.2.3 讨论与结论
    4.3 聚酮链延伸数目的改造
        4.3.1 研究思路与方案
        4.3.2 模块融合结果与分析
        4.3.3 SY9合成机理的探究
        4.3.4 其它模块融合方案和结果
        4.3.5 讨论与结论
第五章 利福霉素的后修饰研究
    5.1 引言
    5.2 Proansamycin X到rifamycin W的合成过程
        5.2.1 实验策略与结果
        5.2.2 讨论与结论
    5.3 Rifamycin W氧化断裂机理
        5.3.1 研究背景
        5.3.2 体内实验结果
        5.3.3 Rif-Orf5的体外催化实验结果
        5.3.4 细胞毒性
        5.3.5 讨论与结论
    5.4 萘环的形成机理
        5.4.1 研究背景
        5.4.2 实验策略与结果
        5.4.3 讨论与结论
    5.5 本章总结
第六章 总结与展望
附录
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢
附件
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3188495