含醣次級代謝物之二磷酸核苷去氧岩藻醣生合成酵素群的功能性鑑定與生化特性研究

Abstract

本論文探討奴卡氏菌所生合成的含醣聚酮次級代謝物，推測其具有良好的免疫抑制效果，且化學結構上帶有特殊去氧醣基，即2-去氧-L-岩藻醣(2-deoxy-L-fucose)之修飾。已有許多研究證明，醣基的存在與修飾對於天然物的生物活性與專一性有密切的關聯；因此，本論文將對於該天然物上特殊醣基的生合成基因群進行研究。 本實驗室(Chiu Lab)已經由基因體定序與序列比對分析鑑定出四個可能參與二磷酸核苷-2-去氧-L-岩藻醣生合成的基因群，即nbrC、nbrD、nbrE與nbrF，並獲得可溶性的蛋白質。因此，本論文即承接先前的研究成果，接續進行上述四個酵素的功能性鑑定，並在試管內(in vitro)建立二磷酸核苷-2-去氧-L-岩藻醣的生合成路徑。此外，亦針對四個酵素個別進行酵素特徵研究及受質專一性探討，並採用酵素混合配對的策略輔佐產物鑑定以完成本研究酵素的功能性鑑定 ；利用此研究成果為基礎，在試管內人工重組生合成順序，以期產生較多樣性的去氧醣。 本研究已成功的在試管內建立二磷酸核苷-2-去氧-L-岩藻醣的生合成路徑 。此外，本研究亦尋得生合成酵素連續反應時，較佳的酵素濃度比例，進而降低酵素在試管內連續反應的過程中可能發生的副反應以提升其產物(二磷酸核苷-2-去氧-L-岩藻醣)的生合成產量。酵素生化特性研究將提供將來組合式生物合成應用的重要依據；有助於應用於含醣天然物生化與分子工程之研究，藉以拓展含醣天然物之結構多樣性，而利於藥物研發。