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随着萜类化合物生物合成的MEP途径(2-methyl-D-erythritol 4-phosphate pathway, MEP pathway)的发现以及逐渐建立,该途径中的酶已经成为研究潜在抗菌素和抗疟药物的有力工具。对于MEP途径中的关键酶的研究及关键中间体1-脱氧-D-木酮糖5-磷酸(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate, DXP)的研究也相应成为研究热点。DXS(1-脱氧-D-木酮糖5-磷酸合酶)是MEP途径中的第一个关键酶,同时它又是硫胺素焦磷酸(Thiamine pyrophosphate, ThPP)和磷酸吡哆醇(维生素B6)生物合成途径中的关键酶。DXP由D-甘油醛3-磷酸(D-GAP)和丙酮酸在DXS催化下缩合而成,它是DXP还原异构化酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase, DXR)的底物,而DXR是MEP途径中的重要限速酶,也是研究新型抗菌素和抗疟药物的靶标,但其作用机制目前尚未完全阐明。因此合成DXP及同位素标记的DXP不仅对于DXR的机理研究具有重要意义,而且也是开展以DXR为靶标来筛选新型抗菌素和抗疟药物这项工作所必需的。本研究以DXS为工具探索了酶法合成O-18标记DXP的制备方法,同时还寻求建立新的、简易可行的DXP合成方法。首先,本研究通过对工程菌种E. coli BL21(DE3)-DXS扩大培养并大量诱导表达荚膜红细菌(Rhodobacter capsulatus) DXS,并对其进行亲和层析纯化、凝胶排阻层析纯化及纯化条件优化,并对纯化得到的DXS进行功能检测,得到了纯度90%且活性良好的DXS酶,使其成为进一步研究工作的有力工具。同时,在研究过程中我们发现了DXS新的催化活性,初步讨论了其作用机制,深入的研究正在进行中。其次,利用纯化得到的DXS,我们在O-18水中成功制备了O-18标记的DXP,并对DXP进行离子交换层析纯化,得到了高产率高纯度的O-18标记DXP,并且根据同位素标记位点的结果和分析佐证了新发现的DXS催化活性。进一步,由于研究和实验的需要,我们建立了一种新的化学法-酶法相结合的DXP合成方法,该方法以D,L-缩水甘油或L-缩水甘油为底物通过一步化学开环反应,采用“一锅法”反应生成目的产物DXP,并对其进行分离纯化。目前该方法已基本建立,正在进一步优化实验条件。