天然物聚酮氧化酵素之功能性機制研究與在組合式生物合成的應用

Abstract

隨著疾病種類的增加，開發新型的藥物與降低藥物副作用為目前醫學上的一大課題，而近年來新藥開發上越來越多的選擇趨向天然物(Natural Products)，而聚酮類的分子即是其中一例。這些聚酮類的分子除了本身即具有的生物活性外，更具有穩定且多樣的分子結構特性。但也因為此種多樣且複雜的分子結構特性，要利用傳統的化學合成方式來得到這些聚酮分子，可是一種耗時、費力且低產率的方法。 因此，利用生物技術的方式建構聚酮分子庫也越來越受到重視，從天然次級物的研究中了解其生合成途徑，並對其相對應的生物合成酶進行深入的探討，讓聚酮類天然物分子的結構可以依酵素或基因隨意改造。如此不但可以用生物催化劑(Biocatalysts)來進行化學合成反應，也可以應用於新藥的開發。 本研究主題為天然次級代謝物中一種聚酮生合成氧化酶，藉由基因選殖、蛋白質異體表現與大量純化的方法得到此酵素，並進行酵素動力學的研究與其生化功能性的分析。藉由不同的受質分子來分析研究酵素對受質的專一性、立體選擇性與幾何選擇性，並建立酵素突變種來探討可能參與酵素功能活性的重要胺基酸成員。期望對此酵素之結構生物與蛋白質工程的研究有所助益，來更加了解並應用此酵素，以改造此酵素的特性而有助於新穎有機分子藥物庫的開發。