多氧霉素肽基模块聚肟酸的分离及结构鉴定开题报告

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1. 研究目的与意义

多氧霉素（polyoxin）是可可链霉菌（streptomyces cacaoi）产生的嘧啶核苷二肽抗生素，它能够竞争性抑制几丁质合成酶的活性，具有良好的抗真菌活性，是一种应用十分广泛的绿色农用抗生素。

多氧霉素是多组分抗生素，其化学结构主要由核苷骨架(nucleoside skeleton)、聚肟酸(polyoximic acid，poia)和氨甲酰多聚草氨酸(carbamoylpolyoxamic acid，cpoaa)三个模块组成。

前期通过构建文库、体内敲除、体外生化、酶学等研究手段已经解析了部分多氧霉素生物合成途径。

2. 国内外研究现状分析

除了对其化学结构和理化性质、作用机制与生物活性的了解，更通过克隆多氧霉素生物合成基因簇而对其生物合成途径进行了修正和完善，在多氧霉素生物合成机理研究领域获得突破。

与此同时，运用合成生物学的策略，通过两个抗生素的基因簇重组，人工设计改造抗生素生物合成通路以得到高产量、单一组分，形成了改造天然产物的一条有效途径。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：（1）POIA异源表达载体的构建；（2）POIA异源表达的检测分析；（3）POIA的分离纯化；（4）POIA的结构解析；（5）POIA生物合成途径的初步探索。

计划：2018年1月12日之前 撰写开题报告；2018年1月12日之前撰写开题报告；2018年5月之前 通过对POIA生物合成途径中的蛋白进行酶学催化活性以及晶体结构的研究，将推进这类新蛋白及其它代谢产物生物合成途径的研究；2018年5月22日之前毕业论文撰写

4. 研究创新点

（1）POIA结构式是十分特殊的四元环结构（无紫外吸收），且对多氧霉素的生物活性具有关键的作用，本研究主要在于分离纯化POIA并对其结构进行鉴定，为后期的生物合成途径的研究做准备；

（2）通过基因敲除及异源表达等遗传操作策略，鉴定与解析POIA生物合成有关的基因；并对POIA生物合成途径相关蛋白进行体外表达及生物活性的初步探索。