新穎含醣天然物的人工去氧醣生合成與醣基化基因群組的建構工程與蛋白質表現研究

Abstract

組合式生物合成(combinatorial biosynthesis)可應用基因工程(genetic engineering)的方式修飾天然物生物合成的途徑，進而生產出新型或結構上多變化的天然物衍生物。近年來，含醣化天然物(Natural Product Glycoside)的結構衍生已成為的重要研究方向之一。並且，醣類在天然物的生物活性上扮演非常重要的角色，例如細胞分子辨識、藥物活性展示等的功能。其中，包含醣基化的位置、數目，以及醣類結構上的修飾，都有可能會改變天然物的生物活性。因此，本研究在利用組合式生物合成的方式，將含醣天然物生物合成的去氧醣生合成基因重組，可望運用生物體而發展出結構多樣化的天然物衍生物。 本研究對特殊去氧醣類生合成基因進行選殖，並建構成為基因組質體，並進行異源表現(heterologous expression)，以得到特殊去氧醣產物。此外，可利用不同類型之醣基轉移酶，針對天然物醣苷(aglycone)，進行位向專一性的醣基化作用。更可進一步配合醣類後修飾相關的基因，發展出結構多樣性之天然物衍生物。本研究已將多種醣類分子與天然物醣基化酵素組成的人工生合成途徑之基因組質體建構完成，其中，並已經可以成功的在異源宿主系統 (如大腸桿菌) 中表現其蛋白質，也針對異源表現的宿主系統，供給適當的醣化受質，可望經過基因組質體上各種生合成途徑相關酵素的轉換，形成多種新型的天然物衍生物，以作為藥物衍生與研發之用。