Spiroindimicins是一类具有抗菌、抗肿瘤活性的双吲哚生物碱，分离自深海来源的链霉菌Streptomycessp.SCSIO03032。Spiroindimicins在结构上含有两个吲哚环和一个吡咯环，与已报道的250多种双吲哚生物碱不同的是，spiroindimicins的双吲哚形成了独特的螺环结构，其中spiroindimicinA为5-6螺环，而spiroindimicinB、C、D为5-5螺环。为了阐明这种螺环结构的形成机制，我们克隆了spiroindimicins的生物合成基因簇，通过体内基因灭活和体外生化实验阐明了部分生物合成基因的功能。　　 我们构建了深海链霉菌Streptomycessp.SCSIO03032的全基因组文库，获得了spiroindimicins生物合成基因簇。生物信息学分析表明，基因簇中包含3个吲哚咔唑骨架合成相关基因，2个色氨酸卤化相关基因，1个单加氧酶基因，1个转录调控基因和1个转运蛋白基因。将获得的spiroindimicins生物合成基因簇进行异源表达，并通过进一步的生物信息学分析，我们在主基因簇外发现了可能与spiroindimicins生物合成相关的后修饰基因。　　 本论文运用PCR-targeting技术和接合转移方法，构建了10个spiroindimicins相关生物合成基因缺失的突变株，共从突变株中累计分离鉴定了10个结构类似物。通过分析各个突变株的发酵产物，结合生物信息学功能预测，确定了部分生物合成基因的功能。同时克隆、表达了spiroindimicins生物合成基因簇的5个相关蛋白，并进行了体外酶反应条件摸索。　　 综上所述，本论文获得了spiroindimicins主体生物合成基因簇，并在基因簇外找到了一系列相关的后修饰基因，为揭示spiroindimicins完整的生物合成途径奠定了基础，为利用组合生物合成技术对spiroindimicins的化学结构进行修饰和改造提供了依据。