自抗性基因导向的活性天然产物挖掘

作     者：宋永相 张秀凤 李艳芹 肖华 闫岩 SONG Yongxiang;ZHANG Xiufeng;LI Yanqin;XIAO Hua;YAN Yan

作者机构：中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广东省海洋药物重点实验室中国科学院南海生态环境工程创新研究院中国科学院南海海洋研究所广东广州510301 三亚海洋生态环境工程研究院海南三亚572000 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《合成生物学》 (Synthetic Biology Journal)

年 卷 期：2024年第5卷第3期

页      面：474-491页

核心收录：

学科分类：08[工学] 09[农学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家自然科学基金(32000044) 国家重点研发计划(2022YFC2805000) 海南省科技计划三亚崖州湾科技城联合项目(2021CXLH0013) 

主　　题：天然产物 自抗性基因 基因组挖掘 生物合成 基因簇 

摘      要：天然产物是医药与农药的重要来源。基因组测序和生物信息学分析技术的飞速发展,揭示了大量功能未知的天然产物生物合成基因簇,利用生物信息学工具,从这些庞大的基因簇数据中挖掘活性天然产物已经成为发现新型天然药物的重要途径。天然产物的生产者们利用自抗性基因所表达的自抗性酶来保护自身,这种自抗性酶是体内一些初级代谢途径中管家酶的变体,不但对于活性天然产物具有较好的耐受性,还可以在生产活性天然产物的同时确保宿主体内代谢的正常进行。因而,自抗性基因指导的天然产物研究有效地将活性导向和基因组导向的天然产物发掘策略桥连起来,为精准发掘具有目标活性的新型天然产物提供了有效策略。本文对利用自抗性基因作为探针进行天然产物发掘的代表性研究工作进行了整理和总结,并对研究趋势进行了展望,主要包括:①对于活性已知的天然产物,利用其自抗性基因来定位生物合成基因簇的研究;②以天然产物生物合成基因簇中的自抗性基因为线索,预测产物的作用靶点的研究;③利用天然产物自抗性机制,将具有已知作用机制的活性分子进行快速排重的研究;④利用自抗性基因与天然产物及其活性的内在联系,以目标靶点导向的活性天然产物基因组挖掘;⑤自抗性基因导向的基因组数据挖掘工具的发展情况。