吸水鏈霉菌17997產(chǎn)生的格爾德霉素結(jié)構(gòu)類似物的發(fā)現(xiàn)與研究.pdf

1、格爾德霉素（Geldanamycin，GDM）是第一個(gè)被報(bào)道的苯醌型安莎類抗生素，發(fā)現(xiàn)于1970年。GDM具有抗原蟲(chóng)、抗病毒及良好的抗腫瘤等藥理活性。研究表明GDM的這些藥理活性是通過(guò)特異性結(jié)合熱休克蛋白90(HeatShockProtein，HSP90)N-端的ATP/ADP結(jié)合結(jié)構(gòu)域，抑制其分子伴侶功能，導(dǎo)致多種重要的參與細(xì)胞生長(zhǎng)的靶蛋白（酪氨酸激酶、類固醇激素受體和轉(zhuǎn)錄因子等）的下調(diào)所致。GDM作用靶標(biāo)的新穎性及其良好的抗腫瘤活性

2、，使其成為潛在的抗腫瘤藥物，引起了廣泛的研究興趣。但GDM水溶性很差、肝毒性強(qiáng)的特點(diǎn)，阻礙了其在臨床上的應(yīng)用。所以，尋找GDM高水溶性、低肝毒性的衍生物成為開(kāi)發(fā)此類藥物的研究熱點(diǎn)。目前，GDM有機(jī)半合成衍生物17-烯丙胺基-17-去甲氧基GDM(17-AAG)已經(jīng)針對(duì)多種腫瘤進(jìn)行了Ⅱ期臨床試驗(yàn)。
　　 GDM的生物合成是以3-氨基-5-羥基苯甲酸(AHBA)為起始單元，通過(guò)模塊化的Ⅰ型聚酮合酶催化，順序添加丙二酸、甲基丙二酸或甲

3、氧基丙二酸等延伸單元，生成具有聚酮鏈骨架結(jié)構(gòu)的前格爾德霉素（Progeldanamycin，proGDM），proGDM經(jīng)若干PKS后修飾步驟，最終生成GDM。目前，GDM的生物合成途徑已研究比較清楚，主要的生物合成中間產(chǎn)物也被鑒定，但對(duì)于某些生物合成的細(xì)節(jié)仍待進(jìn)一步的研究和確證。我們期望通過(guò)發(fā)現(xiàn)一些GDM小組分結(jié)構(gòu)類似物來(lái)進(jìn)一步加深對(duì)GDM生物合成途徑的認(rèn)識(shí)。
　　 本室保存著GDM產(chǎn)生菌吸水鏈霉菌17997（S.hygros

4、copicus17997）及其氨甲?；D(zhuǎn)移酶基因阻斷（Carbamoyltransferase，CT）變株，我們通過(guò)TLC和LC-MS/MS實(shí)驗(yàn)在對(duì)S.hygroscopicus17997及其CT基因阻斷變株發(fā)酵產(chǎn)物檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一些GDM結(jié)構(gòu)類似物，并進(jìn)行了后續(xù)的純化鑒定和生物轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)。
　　 首先，我們通過(guò)LC-MS/MS對(duì)一批GDM粗品進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了分子量分別為m/z553[M+Na]+、567[M+Na]+、及60

5、1[M+Na]+等三組共計(jì)11個(gè)GDM結(jié)構(gòu)類似物；并根據(jù)這些化合物二級(jí)質(zhì)譜裂解規(guī)律、高分辨數(shù)據(jù)及結(jié)合GDM生物合成途徑，對(duì)這些化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。接著，我們通過(guò)制備液相色譜從這批GDM粗品中分離得到m/z553[M+Na]+的化合物和m/z567[M+Na]+的化合物各1個(gè)；另外，我們還從S.hygroscopicus17997發(fā)酵產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)并純化得到對(duì)應(yīng)于m/z601[M+Na]+的化合物2個(gè)，這三組化合物的結(jié)構(gòu)分別為17-脫甲氧基

6、-GDM，6-脫甲氧基-6-甲基-GDM，(4R/S)-4-羥基-4,5雙氫-GDM。這些GDM結(jié)構(gòu)類似物的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步加深對(duì)GDM生物合成途徑的認(rèn)識(shí)，也為GDM制品的檢測(cè)提供了理論依據(jù)。
　　 其次，我們從S.hygroscopicus17997CT基因阻斷變株發(fā)酵產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)并純化得到7-脫甲?；?7-羥基-GDM。生物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)顯示該化合物不是GDM生物合成中間產(chǎn)物。Hong等最先在S.hygroscopicussubsp.du

7、amyceticusJCM4427通過(guò)阻斷gel8基因（該基因是S.hygroscopicus17997CT基因的同源基因），并鑒定出變株的主產(chǎn)物為7-脫氨甲?；?7-羥基．4,5雙氫-GDM，生物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明該化合物是GDM生物合成中間產(chǎn)物。但他們沒(méi)有從上述變株中發(fā)現(xiàn)7-脫氨甲?；?7-羥基-GDM，據(jù)此得出的推論是C4,5雙鍵的生成是GDM生物合成的最后一步。7-脫氨甲?；?7-羥基-GDM的發(fā)現(xiàn)及生物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證實(shí)C4,5雙鍵的生

8、成是GDM生物合成最后一步提供了另一個(gè)重要證據(jù)。
　　 第三，我們從S.hygroscopicus17997原株發(fā)酵產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)并鑒定出噻嗪酮-GDM(Thiazinogeldanmycin，TGDM)。GDM的發(fā)酵過(guò)程跟蹤顯示，TGDM主要在S.hygroscopicus17997原株發(fā)酵后期產(chǎn)生，并隨著GDM的消耗，產(chǎn)量逐漸增加。生物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明GDM和半胱氨酸是TGDM合成的底物。TGDM的抗腫瘤和抗病毒活性雖較GDM降低約