雪松醇合成生物学及肾茶腺毛天然产物研究

	雪松醇合成生物学及肾茶腺毛天然产物研究
	罗菲
导师	黎胜红
学位专业	药物化学
关键词	雪松醇合酶异源合成肾茶腺毛植物倍半萜合酶
摘要	本论文共由三章组成。第一章详细论述了雪松醇合成生物学的研究结果，通过大肠杆菌、酿酒酵母及本氏烟草异源合成雪松醇。第二章详细论述了肾茶（Clerodendranthus spicatus (Thunb.) C. Y. Wu）腺毛及茎叶中的天然产物与其生物功能研究，腺毛中特异性化合物为isopimarane型骨架的二萜orthosiphol B （1）与orthosiphonone A（2）。第三章综述了植物倍半萜合酶的研究进展。第一章雪松醇合成生物学研究雪松醇（cedrol）是一种带着微香的倍半萜醇化合物，1973年已被美国食品和药品管理局（FDA）批准作为调味剂或佐剂（21CFR172.515），通常当做作添加剂用于化妆品、食品和药品中，此外还具有广泛的药理作用，包括镇静、抗炎和细胞毒活性等。商业化的雪松醇主要从雪松精油制得，但对雪松醇生物合成和合成生物学的研究知之甚少。本论文选取从唇形科大型木本植物米团花（Leucosceptrum canum）腺毛中克隆并初步功能鉴定的雪松醇合酶（Lc-CedS），通过体外功能表征发现，Lc-CedS重组蛋白特异性催化FDP生成单一产物雪松醇。以大肠杆菌为宿主异源表达Lc-CedS，雪松醇产量为362.6 μg/L，是以酿酒酵母为宿主（雪松醇产量为77.5 μg/L）的4.7倍左右。在本氏烟草中瞬时表达Lc-CedS，雪松醇产量在3.4~3.6 μg/g鲜重之间，增加前体法尼基焦磷酸（FDP）的供应，可使产量提高1.24倍，研究结果为利用合成生物学方法生产雪松醇提供了另一可供选择的策略，也为未来更好地解决雪松醇的供应问题奠定了基础。第二章肾茶腺毛天然产物研究腺毛（Glandular trichomes，GTs）是天然产物生物合成、分泌和储存的主要部位，其广泛分布于植物的茎、叶、花等器官表面，在植物对食草动物和病原体的防御以及植物与环境的相互作用中发挥着重要作用。本论文选取唇形科(Labiatae)肾茶属(Clerodendranthus)植物肾茶为研究对象，对肾茶盾状腺毛中的天然产物及其生物活性进行了研究，发现肾茶盾状腺毛中主要含有两个特异性化合物，为Isopimarane型骨架的二萜orthosiphol B （1）与orthosiphonone A （2），其中化合物1对棉铃虫具有一定的拒食活性，研究结果为进一步开发利用肾茶腺毛提供了科学依据。第三章植物倍半萜合酶的研究进展萜类化合物，是化学结构最多样化的天然产物，目前约占天然产物的三分之一，其生源途径均起源于异戊二烯单元(C5单元）IDP（isopentenyl diphosphate）和DMADP（dimethylallyl diphosphate）的首尾偶联反应得到不同的线性化底物(C5n,n = 1, 2, 3, etc.)，经过环化、重排等反应，生成大量萜类产物。倍半萜合酶以FDP（C15）为底物，可催化其形成骨架多样的倍半萜类化合物。本文综述了截止2019年2月国内外报道的植物倍半萜合酶的研究进展，为倍半萜类天然产物生物合成和合成生物学研究提供参考。关键词：雪松醇，雪松醇合酶，米团花，异源合成，肾茶，腺毛，生物活性，倍半萜，植物倍半萜合酶
	2019-06
学位授予单位	中国科学院昆明植物研究所
学位名称	硕士
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/74053
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	罗菲. 雪松醇合成生物学及肾茶腺毛天然产物研究[D]. 中国科学院昆明植物研究所,2019.

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201628010642036 罗菲雪（5813KB）	学位论文		限制开放	CC BY-NC-ND	请求全文