通過(guò)合成生物學(xué)的方式對(duì)利福霉素進(jìn)行骨架挖掘、結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及后修飾探究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-15 23:04
結(jié)核病作為全球性的難題,到目前為止仍然是全球前十位死因之一,由于艾滋病和耐藥結(jié)核桿菌的全球蔓延,結(jié)核病防治工作任重而道遠(yuǎn)。利福霉素的半合成衍生物利福平、利福噴汀和利福布汀對(duì)結(jié)核病的療效突出,一直以來(lái)是臨床治療結(jié)核病、麻風(fēng)病以及與艾滋相關(guān)的結(jié)核桿菌感染的一線藥物。然而,近年來(lái)由于其廣泛的臨床使用,結(jié)核分枝桿菌逐漸對(duì)其產(chǎn)生了耐藥性,因此,發(fā)現(xiàn)或者合成抗耐藥結(jié)核分枝桿菌的利福霉素衍生物也就迫在眉睫。特別是,自從1957年利福霉素被發(fā)現(xiàn)以來(lái),其生物合成途徑和機(jī)理仍然大多停留在假說(shuō)階段。本學(xué)位論文主要從以下三方面開(kāi)展利福霉素生物合成研究,以豐富利福霉素的結(jié)構(gòu)多樣性,獲得可供活性篩選的利福霉素衍生物。首先對(duì)利福霉素高產(chǎn)菌株A.mediterranei S699在YMG瓊脂平板上進(jìn)行了大量發(fā)酵,分離得到11個(gè)化合物,包括6個(gè)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鏈的一種新穎斷裂方式。化合物6和8顯示出潛在的鼠傷寒沙門(mén)菌Ⅲ型分泌系統(tǒng)(T3SS)抑制活性,可用于抗革蘭氏陰性菌感染藥物的開(kāi)發(fā)。此外,化...
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:234 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 結(jié)核病
1.1.1 概述
1.1.2 耐藥結(jié)核病
1.1.3 抗結(jié)核病藥物
1.2 利福霉素
1.2.1 概述
1.2.2 結(jié)構(gòu)類(lèi)型與分布
1.2.3 作用機(jī)制和抗性機(jī)制
1.2.4 生物合成
1.3 小結(jié)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 培養(yǎng)基及實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.1.3 菌株
2.1.4 質(zhì)粒
2.1.5 引物
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 菌株培養(yǎng)及保藏
2.2.2 大腸桿菌質(zhì)粒DNA提取
2.2.3 大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化
2.2.4 質(zhì)粒構(gòu)建
2.2.5 鏈霉菌電轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化
2.2.6 鏈霉菌基因組DNA少量提取
2.2.7 基因替換突變株的構(gòu)建
2.2.8 基因敲除突變株的構(gòu)建
2.2.9 點(diǎn)突變突變株的構(gòu)建
2.2.10 基因回補(bǔ)突變株的構(gòu)建
2.2.11 突變株的小量發(fā)酵檢測(cè)
2.2.12 菌株的大量發(fā)酵與提取分離
2.2.13 蛋白異源表達(dá)和純化
2.2.14 生物活性的測(cè)定
第三章 利福霉素產(chǎn)生菌Amycolatopsis mediterranei S699的化學(xué)成分研究
3.1 引言
3.2 菌株的發(fā)酵培養(yǎng)和代謝產(chǎn)物分離純化
3.3 化合物結(jié)構(gòu)解析
3.3.1 化合物1的結(jié)構(gòu)解析
3.3.2 化合物2的結(jié)構(gòu)解析
3.3.3 化合物3和4的結(jié)構(gòu)解析
3.3.4 化合物5和6的結(jié)構(gòu)解析
3.4 化合物生物活性研究
3.4.1 抗菌活性
3.4.2 三型分泌系統(tǒng)(T3SS)抑制活性
3.4.3 拓?fù)洚悩?gòu)酶(Topo)抑制活性
3.4.4 細(xì)胞毒性
3.5 討論與結(jié)論
第四章 利福霉素的合成生物學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1 引言
4.2 聚酮鏈延伸單元的改造
4.2.1 研究思路與策略
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果
4.2.3 討論與結(jié)論
4.3 聚酮鏈延伸數(shù)目的改造
4.3.1 研究思路與方案
4.3.2 模塊融合結(jié)果與分析
4.3.3 SY9合成機(jī)理的探究
4.3.4 其它模塊融合方案和結(jié)果
4.3.5 討論與結(jié)論
第五章 利福霉素的后修飾研究
5.1 引言
5.2 Proansamycin X到rifamycin W的合成過(guò)程
5.2.1 實(shí)驗(yàn)策略與結(jié)果
5.2.2 討論與結(jié)論
5.3 Rifamycin W氧化斷裂機(jī)理
5.3.1 研究背景
5.3.2 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.3.3 Rif-Orf5的體外催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.3.4 細(xì)胞毒性
5.3.5 討論與結(jié)論
5.4 萘環(huán)的形成機(jī)理
5.4.1 研究背景
5.4.2 實(shí)驗(yàn)策略與結(jié)果
5.4.3 討論與結(jié)論
5.5 本章總結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
附錄
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
附件
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表
本文編號(hào):3188495
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Abstract
第一章 前言
1.1 結(jié)核病
1.1.1 概述
1.1.2 耐藥結(jié)核病
1.1.3 抗結(jié)核病藥物
1.2 利福霉素
1.2.1 概述
1.2.2 結(jié)構(gòu)類(lèi)型與分布
1.2.3 作用機(jī)制和抗性機(jī)制
1.2.4 生物合成
1.3 小結(jié)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 培養(yǎng)基及實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.1.3 菌株
2.1.4 質(zhì)粒
2.1.5 引物
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 菌株培養(yǎng)及保藏
2.2.2 大腸桿菌質(zhì)粒DNA提取
2.2.3 大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化
2.2.4 質(zhì)粒構(gòu)建
2.2.5 鏈霉菌電轉(zhuǎn)化感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化
2.2.6 鏈霉菌基因組DNA少量提取
2.2.7 基因替換突變株的構(gòu)建
2.2.8 基因敲除突變株的構(gòu)建
2.2.9 點(diǎn)突變突變株的構(gòu)建
2.2.10 基因回補(bǔ)突變株的構(gòu)建
2.2.11 突變株的小量發(fā)酵檢測(cè)
2.2.12 菌株的大量發(fā)酵與提取分離
2.2.13 蛋白異源表達(dá)和純化
2.2.14 生物活性的測(cè)定
第三章 利福霉素產(chǎn)生菌Amycolatopsis mediterranei S699的化學(xué)成分研究
3.1 引言
3.2 菌株的發(fā)酵培養(yǎng)和代謝產(chǎn)物分離純化
3.3 化合物結(jié)構(gòu)解析
3.3.1 化合物1的結(jié)構(gòu)解析
3.3.2 化合物2的結(jié)構(gòu)解析
3.3.3 化合物3和4的結(jié)構(gòu)解析
3.3.4 化合物5和6的結(jié)構(gòu)解析
3.4 化合物生物活性研究
3.4.1 抗菌活性
3.4.2 三型分泌系統(tǒng)(T3SS)抑制活性
3.4.3 拓?fù)洚悩?gòu)酶(Topo)抑制活性
3.4.4 細(xì)胞毒性
3.5 討論與結(jié)論
第四章 利福霉素的合成生物學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1 引言
4.2 聚酮鏈延伸單元的改造
4.2.1 研究思路與策略
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果
4.2.3 討論與結(jié)論
4.3 聚酮鏈延伸數(shù)目的改造
4.3.1 研究思路與方案
4.3.2 模塊融合結(jié)果與分析
4.3.3 SY9合成機(jī)理的探究
4.3.4 其它模塊融合方案和結(jié)果
4.3.5 討論與結(jié)論
第五章 利福霉素的后修飾研究
5.1 引言
5.2 Proansamycin X到rifamycin W的合成過(guò)程
5.2.1 實(shí)驗(yàn)策略與結(jié)果
5.2.2 討論與結(jié)論
5.3 Rifamycin W氧化斷裂機(jī)理
5.3.1 研究背景
5.3.2 體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.3.3 Rif-Orf5的體外催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.3.4 細(xì)胞毒性
5.3.5 討論與結(jié)論
5.4 萘環(huán)的形成機(jī)理
5.4.1 研究背景
5.4.2 實(shí)驗(yàn)策略與結(jié)果
5.4.3 討論與結(jié)論
5.5 本章總結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
附錄
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
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本文編號(hào):3188495
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