奴卡氏菌含醣次級代謝物的去氧醣與聚酮生合成基因群研究

Abstract

土壤微生物巴西奴卡氏菌能夠產生許多的天然次級代謝物，其中的聚酮及其衍生物具有非常重要的生物活性。許多重要的聚酮次級代謝物結構常具有特殊去氧醣的修飾，且研究指出去氧醣在該次級代謝物之生物活性上扮演著非常重要的角色。 本研究的目的在於本(邱顯泰 博士)實驗室原已有的巴西奴卡氏菌基因體DNA資料庫(gDNA library)中搜尋找並鑑定出與含特殊去氧醣的聚酮次級代謝物生物合成相關生合成基因群組。研究結果顯示，本研究成功尋得聚酮次級代謝物相關的生合成基因群組，其DNA總長約150kb。其中，去氧醣相關生合成基因群組相鄰並位於聚酮生合成此基因群組之一端，共含四個特殊去氧醣生合成基因。經DNA序列定序結果顯示，此去氧醣基因群組全長約20kb，共含有至少11個開放讀架(open reading frames)。由此結果藉此可推演去氧醣之生物合成路徑與可能生合成產物，並研究去氧醣生合成基因之功能性表現研究。本研究並表現此四個去氧醣生合成基因的蛋白質，以證明其酵素功能與個別酵素生化特性之研究，以進一步探討基因與結構功能間之關係。 暸解去氧醣之生合成路徑與其生合成酵素之作用機制，以為將來可進行基因工程以改變去氧醣之結構，進而改善其相關(如聚酮)次級代謝物之生物活性，此將對日益嚴重的藥物抗藥性問題及副作用帶來新的契機。