多烯聚酮细胞色素P450的区域及立体特异性研究

项目名称： 多烯聚酮细胞色素P450的区域及立体特异性研究

项目编号： No.31400051

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 生物科学

项目作者： 季俊杰

作者单位： 中国科学院过程工程研究所

项目金额： 24万元

中文摘要： 多烯聚酮是重要的抗真菌感染药物，但毒副作用较大，通过结构修饰降低其毒性是长期以来的重要研究目标。生物合成研究发现，细胞色素P450（cytochrome P450，CYP）催化的区域及立体特异性羟化是最常见的聚酮后修饰之一，对多烯聚酮的生物活性有重要影响。虽然多个不同生物合成途经CYP的结构功能分析都表明底物在催化中心的结合模式决定了氧化反应的区域及立体特异性，但详细的机制并不清楚。本项目中，我们将综合利用结构生物学、生物化学、分子生物学以及蛋白质工程的研究手段对CYP区域及立体特异性的分子机制进行系统探索：利用X 射线晶体衍射技术解析酶与底物复合物的三维结构，确定影响底物结合模式的关键位点；利用定点突变和体外功能分析验证其对底物结合模式的影响；最后以上述晶体结构和体外功能分析的结果为基础，尝试对CYP进行理性设计，改变其区域或立体特异性，为CYP在多烯聚酮结构改造中的应用奠定基础。

中文关键词： 聚酮类化合物；后修饰酶；晶体结构；定点突变；立体特异性

英文摘要： Polyene polyketides are widely used antifungal medications with severe adverse effects. Considerable efforts has been devoted to develop derivatives that exhibit less toxicity. Regio- and stereospecific hydroxylations catalyzed by cytochrome P450s (CYPs)

英文关键词： Polyketides；Post-PKS ketoreductase；Crystal structure；Site-directed mutation；Stereoselectivity