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Chemistry Colloquium | 李盛英: 短密青霉天然产物生物合成研究

时间

2020年12月22日(周二)
下午16:00-17:30

地点

西湖大学云栖校区5号楼一楼学术报告厅

主持

西湖大学理学院PI 张骊駻 博士

受众

全体师生

分类

学术与研究

Chemistry Colloquium | 李盛英: 短密青霉天然产物生物合成研究

时间2020年12月22日(周二)下午16:00-17:30

Time16:00-17:30, Tuesday, Dec. 22, 2020

主持人西湖大学理学院PI 张骊駻 博士

Host: Dr. Lihan Zhang, PI of School of Science, Westlake University

地址:西湖大学云栖校区5号楼一楼学术报告厅

Address: Lecture Hall, 1F, Building 5, Yunqi Campus, Westlake University

 

李盛英 教授

山东大学微生物技术国家重点实验室

Prof. Shengying Li

State Key Laboratory of Microbial Technology, Shandong University

 

主讲人/Speaker

李盛英,博士,山东大学微生物技术国家重点实验室教授,国家杰出青年基金获得者。2000年、2003年于厦门大学生命科学学院分获学士与硕士学位。2009年于美国密歇根大学药学院药物化学系获博士学位。2010-2012年在密歇根大学生命科学研究所从事博士后研究。2012-2018年于中国科学院青岛生物能源与过程研究所任研究员,山东省合成生物学重点实验室主任。主要研究方向包括微生物天然产物生物合成,细胞色素P450单加氧酶与液体生物燃料等。已在Nature Catalysis、Nature Chemistry、Nature Communications、PNAS、JACS等国际著名学术期刊发表SCI论文70余篇。目前担任BMC Biotechnology杂志副主编以及Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology、Bioresources and Bioprocessing、Green Synthesis & Catalysis、《合成生物学》等杂志编委。2019年获国际化学生物学协会青年科学家奖。

Shengying Li, Ph.D., Professor, State Key Laboratory of Microbial Technology, Shandong University. He received his bachelor’s degree in Biology and master’s degree in Microbiology from School of Life Sciences, Xiamen University in 2000 and 2003, respectively. He earned his Ph.D. degree at Department of Medicinal Chemistry, College of Pharmacy at University of Michigan, Ann Arbor, USA in 2009. From 2010-2012, he performed his postdoctoral research in Prof. David H. Sherman’s laboratory in Life Sciences Institute, University of Michigan. From 2012-2018, he served as the a principle investigator and the founding Director of Shandong Provincial Key Laboratory of Synthetic Biology at Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences. He has published more than 70 peer-reviewed papers on a number of prestigious journals such as Nat. Catal., Nat. Chem., Nat. Commun., PNAS and JACS. He serves as the Associate Editor for BMC Biotechnology and the Editorial Board Member for Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, Bioresources and Bioprocessing, Green Synthesis & Catalysis, and Synthetic Biology Journal (Chinese). Dr. Shengying Li is the winner of the Young Chemical Biologist Award of International Chemical Biology Society in 2019.

 

讲座摘要/Abstract:

短密青霉(Penicillium brevicompactum)是一种常见的高等丝状真菌,亦是多种活性天然产物的重要来源。通过短密青霉NRRL864菌株的全基因组测序(ChemBioChem 2015, 16: 565),在此基础上综合运用基因敲除、异源表达、前体饲喂、酶体外生化功能重建、X射线晶体结构解析以及量子化学计算等手段,我们于近期完整解析了短密青霉来源的两种重要天然产物,即霉酚酸(Mycophenolic Acid)与Brevianamide A的生物合成途径及其关键酶催化机制:(1)霉酚酸是临床应用多年的一线免疫抑制药物,广泛用于器官移植和自身免疫性疾病的治疗。通过揭示霉酚酸生物合成途径中独特的生物合成与生物降解偶联现象以及复杂的区室化合成过程,我们首次破解了这一杂萜类天然药物生物合成的“百年谜题”(PNAS 2019, 116: 13305)。(2)具有抗虫活性的Brevianamide A是含有双环[2.2.2]重氮辛烷结构单元的真菌吲哚类生物碱家族的代表性化合物,半个世纪前美国学者提出该类天然产物可能通过分子内[4+2] Diels-Alder环合反应(DA反应)产生的生源假说,但是该假说一直缺少直接的生物化学证据,成为生物合成领域的著名“悬案”。我们发现由细胞色素P450单加氧酶BvnD催化二酮哌嗪环内C-N键去饱和反应以提供DA反应必需的双烯体(diene),异构酶BvnE催化“频哪醇重排”(pinacol rearrangement)选择性产生DA反应前体,并导致3位螺环吲哚骨架的非对映选择性合成,最终通过自发的分子内DA反应生成brevianamide A,从而成功解决了这一“悬案”(Nat. Catal. 2020, 3: 497)。

    Penicillium brevicompactum is a common species of filamentous fungus and an important source of bioactive natural products. Through whole genome sequencing, gene knockout, heterologous gene expression and precursor feeding, in vitro biochemical assays, X-ray crystal structure resolution and chemical quantum calculations, we recently resolved the long-standing mysteries involved in biogenesis of the first-line immunosuppressive drug mycophenolic acid and the insecticide brevianamide A in Penicillium brevicompactum NRRL 864.

 

讲座联系人/Contact:

理学院 杨老师 yangqiuyan@westlake.edu.cn