学科组长：张长生 研究员

　　本组概况

　　海洋微生物代谢工程与生物合成学科组成立于2008年，多年来围绕海洋微生物源药物分子的发现、物合成、代谢工程和开发应用开展研究，探究多组学指导下海洋微生物源药物分子发现的新方法，解析复杂的生物合成途径与独特的酶催化机制，开展药物分子的生物活性与成药性评价研究，将合成生物学与代谢工程应用于海洋微生物源药物分子开发应用的实践与创新。

　　研究方向

　　1.生物大数据指导下的海洋微生物功能性物质的发现；2. 药源分子生物合成及新功能酶的作用机制研究；3. 合成生物学与代谢工程的实践与创新

　　科研进展

　　本组近期取得的主要进展如下：

　　（1）发现新型双环糖肽类化合物cihanmycins。利用基因缺失、体外生化、晶体和计算化学方法首次揭示了P450氧化酶催化由水介导的双自由基分子内苯酚偶联机制（J. Am. Chem. Soc.，2024，146 (24): 16478–16489）。

　　（2）噁唑啉环是海洋微生物抗菌分子脱氧尼博霉素（DNM）的活性基团。研究揭示了α-KG依赖型氧化酶DnmT催化噁唑啉成环、开环和脱甲基化的酶学机制，为DnmT发挥生物催化和自我解毒的“相生相克”双重作用机制提供新见解（J. Am. Chem. Soc.，2023, 145(50): 27886–27899）。

　　（3）阐明海洋微生物源抗肿瘤多环大环内酰胺类化合物合成途径中P450氧化酶IkaD和CftA通过不同的亚结构构象催化区域、立体和化学选择性氧化的机制，为解析天然产物多样化后修饰机制提供新思路（Angew. Chem. Int. Ed.，2023, 135(51): e202310728）。

　　（4）发现糖苷水解酶KijX通过催化脱糖反应介导菌株对lobophorin（LOB）产生抗性的新机制，解析了异源重组菌株中LOB的结构多样化是内源基因和外源基因簇间互作的结果，为抗性基因参与天然产物生物合成的研究提供了典型案例。（Angew. Chem. Int. Ed.，2023, 62 (27): e202302043）。

　　（5）阐明非典型角环素floustatins生物合成中黄素介导的环氧开环反应机理（Nat. Commun., 2022, 4896）；揭示了黄素氧化酶FlsO1催化三步级联氧化反应形成氧杂蒽酮环的生化机制和结构基础（Nat. Commun., 2022, 5386）。这两项成果入选“2022年度中国海洋与湖沼十大科技进展”。

　　课题组成员

　　负责人:张长生（责任研究员）

　　研究员:朱义广、张文军、张庆波、张海波

　　副研究员:杨春芳、张丽萍、马亮

　　实验员:诸晗宁

　　科研助理:于艳玲

　　博士后:熊为亮、刘凯、许建林、方壮杰、方春艳、罗盛凯

　　研究生:

　　2018级-博士生:陈思强(直博)

　　2022级-博士生:蒋鹏、秦梦(直博)；硕士生:贺云龙、陈睿杰、邱子淘、张轩(联合培养)

　　2023级-博士生:丁雪敏、赵箫杨；硕士生:魏文政、杨紫怡、程文雨、

　　刘小玉、陈伟霖、林世萍（联合培养）

　　2024级-博士生:张莉晗(直博)；硕士生: 刘彦兵、陈玄皓、曹思南、林祖儿、曹忠霖