膦酸天然产物中碳磷键生物合成机制的研究进展.pdf

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1、氨基酸和生物资源2014，36(2)：1～6Ami加Acids&BioticResources膦酸天然产物中碳磷键生物合成机制的研究进展王茜，赵昌明’(武汉大学药学院，湖北武汉430072)摘要：膦酸天然产物是指生物体产生的结构中含有碳磷键的小分子化合物，它因为与细胞中的羧酸和磷酸化的化合物结构相似，常作为某些生命活动必需的酶抑制剂，表现出良好的生物抑制活性。已知的膦酸天然产物碳磷键合成机制可以分为四类：磷酸烯醇式丙酮酸变位酶(PepM)催化类、磷甲基转移酶(PhpK)催化类、由S-2一羟基丙基膦酸环氧化

2、酶(HppE)催化类和一种未知的碳磷键合成机制。本文就膦酸天然产物中碳磷键生物合成机制进行综述。关键词：膦酸天然产物；碳磷键；天然产物；生物合成中图分类号：R915文献标识码：A文章编号：1006-8376(2014)02—0001—06ProgressofCarbon‘PhosphorusBondBiosyntheticMechanismofNaturallyOccurringPhosphonatesWANGQian，ZHAOChangming’(SchoolofPharmaceuticalScienc

3、es。WuhanUniversity，Wuhan430072，Hubei，China)Abstract：Naturallyoccurringphosphonates，whichcontaincarbon-phosphorusbond(C—P)，showhighstructuresimilaritywithcytoplasmiccarboxylatesandphosphates．Phosphonatesexhibitwideinhibitionspectrumattributedtotheroleasinh

4、ibitorofcertainnecessaryenzymesincellcycle．FourknownC—Pbondbiosyntheticmechanisms，whicharecatalyzedbyphosphoen01pyruvatemutase，P-Methyltransferase，(S)一2一aminoethylphosphonateepoxidase(HppE)andunknownenzyme(s)individually，arereviewedhere．Keywords：phosphona

5、tes；carbon-phosphorusbond；naturalproduct；biosynthesis后，磷元素被利用，碳元素最终以甲烷的形式释放到0引言大气中，该代谢途径是有氧环境中甲烷产生的重要膦酸化合物(Phosphonate)是指化学结构中含渠道之一。在已经测序的1000多个细菌基因组有碳一磷键(C—P)的化合物，本文的膦酸天然产物特中，约有10％的基因组中能找到膦酸化合物合成途指生命体产生的膦酸小分子化合物。膦酸天然产物径，40％的基因组能找到一个或多个膦酸化合物分在自然界中的分布非常广泛，

6、海洋中20％～30％的解途径u’2J。磷是以膦酸化合物的形式存在的。很多海洋无脊椎膦酸天然产物因为与细胞内某些羧基化合物或动物和蓝细菌都被证实能够产生大量的膦酸类化合者磷酸化的小分子结构类似，容易被生物体内某物，例如枭海葵(Tealia)体内总磷的50％是以膦酸些酶错误识别。然而碳磷键非常稳定，不易被水化合物的形式存在，束毛藻(Trichodesmium)体内解，从而阻断错误识别它的酶的正常催化反应[3]，总磷的10％是膦酸化合物。甲基膦酸是海洋环境这就使膦酸类天然产物呈现出良好的抑制或杀死中磷元素循环中

7、重要的中间形式，它被微生物分解靶标生物(如病原微生物，农业有害植物，肿瘤细胞等)的生物学活性。如临床广泛使用的抗生素收稿日期：2014—03—24修回日期：2014—04—25磷霉素(Fosfomycin)，用于治疗对头孢霉素和青霉作者简介：王茜(1990一)，女，硕士生，现主要从事膦酸类天然产物的发掘与生物合成研究。E-mail：qianwan91065@whu．edu．CFl素具有抗性的肺炎链球菌和对万古霉素具有抗性*通讯联系人：E-mail：cmzha003@whu．edu．all的金黄色葡萄球菌引

8、起的感染[4]；又如双丙氨膦基金项目：国家自然科学基金(81273411，31200037)·2·王茜等：膦酸天然产物中碳磷键生物合成机制的研究进展(Phosphinothricintripeptide，PTT；或者Bialaphos)当作除草剂广泛使用嘲。常见的膦酸天然产物化学具有对细菌和真菌的广谱抗性，在农业生产上被结构如图1所示。H2N

9、j儿0Hlo一OHOH虬IⅥo厶H八}o—OYN叽P～o‘VoNH，O8。Ho、po