本项目以分子结构复杂、立体构型丰富及含有多种官能团的鬼臼毒素作为天然活性先导化合物研究模型,根据其分子结构和构效关系,设计对其分子结构进行定向修饰的串联生物转化路线。采用生物催化剂高效筛选策略,获得了具有脱甲基、脱氢氧化、芳氨基取代等催化功能的微生物,建立了鬼臼毒素E-4′位脱甲基、C-4位羟基脱氢氧化、C-4位碳氮连接芳氨基等生物催化反应,从而首次建立了定向合成目标终产物的串联生物转化过程。终产物对人胃癌细胞BGC-823体外抑制活性较鬼臼毒素提高了5199倍,较应用于临床的鬼臼类药物"依托泊甙"和"替尼泊甙"分别提高了226倍和13倍。这充分证明了本项目串联生物转化路线设计的正确性和科学性。通过本项目的研究建立了串联生物转化修饰天然活性先导化合物分子结构的新方法,相关结果已发表SCI论文16,其中4篇发表在Bioresource Technology (IF=4.253)、2发表在Analytica Chimica Acta (IF=3.757)、3 篇发表在Process Biochemistry (IF=2.444),影响因子累计达43.905。
英文主题词tandem biotransformation process; bioactive natural lead compound; molecular structural modification; podophyllotoxin; anti-tumor activity