双环霉素是1972年由日本科学家从链霉菌Streptomyces sapporonensis和Streptomyces aizumenses中分离得到的一种抗生素，它对很多革兰氏阴性菌和至少一种革兰氏阳性菌都具有杀菌作用，在日本曾作为临床用药并被开发为兽用抗生素。双环霉素的结构非常特殊，与已知的其他种类的抗生素没有任何的结构相似性;此外，双环霉素抗菌机制极其独特，被认为是目前已知的唯一一个来源于天然产物的转录终止因子Rho蛋白的选择性抑制剂。　　本论文致力于该抗生素的生物合成研究，主要工作集中在下面三个部分:(1)阐明双环霉素的完整生物合成途径;(2)生物合成途径中酶催化的副反应和副产物的相关研究;(3)实现双环霉素的体外一锅法酶催化微量全合成以及小量全合成。　　我们通过分析发现，双环霉素生物合成基因簇共包含7个基因:bcmA编码环二肽合酶(CDPS)家族蛋白;bcmB、C、E、F、G五个基因编码铁/α-酮戊二酸依赖的双加氧酶家族蛋白，bcmD编码细胞色素P450家族蛋白。首先，我们成功纯化得到了生物合成途径中的七个可溶性蛋白并且化学合成了前体环二肽clL。随后，我们通过体外酶催化反应及全菌转化实验证明了BcmA的催化活性。接下来，我们将clL作为最初的底物，通过体外酶催化研究，依次检测到BcmE、BcmC、BcmG、BcmB、BcmD和BcmF的催化活性。在这一过程中，我们通过全菌转化及大量酶催化反应的方法成功得到了双环霉素以及其生物合成途径中5个中间体，并通过核磁数据分析确定了它们的结构。至此，我们实现了双环霉素生物合成途径的完全阐明。另外，我们发现BcmC可以催化clL引发三步连续的副反应，于是对这个旁支途径的副反应和副产物进行了详细的研究，成功分离得到了该旁支途径中的三个副产物并通过核磁确定了它们的结构。　　在进行体外酶催化反应研究的过程中，我们发现有很多副产物产生。我们对其中的一些副产物进行了分离纯化和结构鉴定。这些副产物对我们理解酶的催化活性、底物选择性等都有很大的帮助。另外，我们已经确定其中的一个副产物是由BcmE、BcmC、BcmG、BcmB共同催化形成的，这使得我们有机会实现双环霉素类似物的体外酶催化合成。　　在阐明生物合成途径的基础上，我们尝试在体外通过一锅法酶催化实现双环霉素的全合成。经初步条件摸索，我们设计了分步的全合成策略，通过控制加入酶的时间、顺序、组合等成功实现了双环霉素体外酶催化的高效全合成。随后我们将反应体系由EP管中的微量反应放大成烧瓶中的小量全合成。在初步尝试中，我们投入了10mg的底物clL,并成功实现了双环霉素的体外酶催化小量全合成，产率为12％。由于我们并没有对反应体系进行优化，所以在接下来的研究中，我们将对反应体系进行改进，致力于实现双环霉素高效的体外酶催化小量全合成。