萨菲菌素A(Sanglifehrin A，SFA)是由淡黄色链霉菌Streptomyces flaveolusDSM9954产生的一种新型免疫抑制剂。其独特的化学结构包含了一个22元大环内酯和一个罕见的[5.5]螺环单元。大环内酯的结构多样性体现在2-氧代丁基侧链和组成三肽单元的两个非天然氨基酸:间位羟基取代的酪氨酸和以1，3-位参与肽链整合的哒嗪酸;中间带有一个手性季碳的螺环单元则包含了7个手性碳中心（SFA分子共有17个手性位点）。鉴于该化合物具有良好的免疫抑制活性和独特的化学结构，我们对其开展生物合成机制的研究，争取为组合生物合成技术的合理运用，即通过代谢途径的遗传修饰以满足药物筛选过程中对于结构多样性的需求，提供理论基础。　　由本课题组的瞿旭东博士根据巴豆酰辅酶A还原酶基因的保守性设计分子探针，成功克隆到了SFA生物合成基因簇，并首次提出了SFA可能的生物合成机制。本文围绕着特殊起始单元(2R)-2-乙基丙二酰辅酶A和延伸单元(2S)-2-(2-氧代丁基)丙二酰辅酶A的形成机制展开研究。　　通过生物信息学分析，我们推测延伸单元的形成可能是由基因簇中负责编码可重复Ⅰ型PKS的基因sfaK完成的。前期研究表明，同框缺失基因sfaK后SFA的产生被中断，证明该基因是SFA生物合成必需的。我们首先喂养了5-氧代己酸，发现突变株可以回复SFA的产生;然后又喂养了化学合成的[1，2-13C2]标记的5-氧代己酸，大量发酵并分离到了带有2个13C原子的SFA。同位素喂养实验进一步证实了我们对延伸单元的推测。　　我们推测短链脱氢酶SfaM和锌离子醇脱氢酶SfaJ也可能负责延伸单元的后修饰过程。同框缺失基因sfaM和sfaJ后均不再产生SFA，证实二者其与SFA生物合成相关。我们从突变株SLC-M中分离得到了C-14位侧链酮基变成羟基的中间体，并在体外检测到了蛋白SfaM催化γ-羟基己酰SNAC硫酯以及3-羟基丁酰辅酶A氧化脱氢的反应，从而证实了SfaM的生化功能。另外，在突变株SLC-J中检测到了C-14位侧链缺失的中间体，以及在体外检测到了SfaJ催化巴豆酰辅酶A还原的活性，初步证实了SfaJ的还原功能。　　体内同框敲除实验证实基因sfaP，sfaO和sfaN与SFA的生物合成相关，并在突变株SLC-P2的发酵液检测到了螺环结构改变的中间体。我们通过体外蛋白测活实验证实了起始单元“in trans”的上载方式，即在KSⅢ蛋白SfaN的催化下乙基丙二酸单酰辅酶A从SfaO上转移至SfaE的ACP1上，该过程有一定的可逆性。另外，我们对敲除安莎的菌株SLC-MycF喂养甲基和丙基丙二酸单酰胺，从发酵液中检测到了乙基被取代的SFA类似物。　　总之，本文通过体内和体外实验相结合的方法分析和验证了SFA独特起始和延伸单元的生物合成途径。