天然产物生物合成：探索大自然合成次生代谢产物的奥秘

doi:10.3866/PKU.DXHX201909006

大学化学 >> 2019, Vol. 34 >> Issue (12): 45-53.doi: 10.3866/PKU.DXHX201909006

所属专题： 2019元素周期表年

天然产物生物合成：探索大自然合成次生代谢产物的奥秘

高磊,于欣水,雷晓光*()

北京大学化学与分子工程学院化学生物学系, 北京 100871

收稿日期:2019-09-02 录用日期:2019-09-16 发布日期:2019-09-19
通讯作者: 雷晓光 E-mail:xglei@pku.edu.cn
作者简介:雷晓光,合成化学家、化学生物学家。1979年生于北京市。2001年毕业于北京大学化学专业, 2006年获得美国波士顿大学博士, 2006-2008年在美国哥伦比亚大学从事博士后研究。现任北京大学教授,北大-清华生命科学联合中心高级研究员。他的主要学术贡献体现在功能导向有机合成、化学生物学与创新药物等研究领域。他目前在Cell、Nature、Science等高水平学术期刊上发表论文100余篇,获得了中国、美国、欧盟等多项创新药物发明专利授权,实现了两个候选药物的科研转化,并且获得了18项国内外重要学术荣誉,包括:国家杰青、万人计划,北京市卓越青年科学家等。他曾荣获2017年国际四面体青年科学家奖,这是中国学者首次在生物有机与药物化学领域获得该重要国际学术奖项。2019年成为IUPAC"青年化学家元素周期表"氮元素代言人
基金资助:
国家自然科学基金(21625201);国家自然科学基金(21661140001);国家自然科学基金(91853202);国家自然科学基金(21521003)

Biosynthesis of Natural Products: Exploring the Secret of How Nature Produces the Secondary Metabolites

Lei GAO,Xinshui YU,Xiaoguang LEI*()

Department of Chemical Biology, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, P. R. China

Received:2019-09-02 Accepted:2019-09-16 Published:2019-09-19
Contact: Xiaoguang LEI E-mail:xglei@pku.edu.cn
Supported by:
国家自然科学基金(21625201);国家自然科学基金(21661140001);国家自然科学基金(91853202);国家自然科学基金(21521003)

摘要/Abstract

摘要：

天然产物（次生代谢产物）是大自然馈赠给人类的礼物，由于其复杂的骨架结构和良好的药用价值，吸引着化学家们对其进行结构鉴定以及化学合成。尽管人们在天然产物全合成中取得了巨大的成就，但仍然面临着合成路线长、产率低、缺乏选择性等问题。大自然是最伟大的化学家，它利用酶作为催化剂，往往能够高效地合成天然产物。在基因水平上探索大自然合成复杂多样的天然产物的奥秘不仅有助于人们进一步理解和认知有机化学，还为人们开发和利用大自然高效催化化学反应的工具——酶奠定了基础。

关键词: 天然产物, 生物碱, 生物合成, 酶

Abstract:

Natural products (the secondary metabolites) are the gifts from mother nature to human beings. Because of their complex skeletons and promising pharmaceutical values, structural identification and chemical synthesis of natural products have drawn much attention from synthetic community. Although remarkable achievements have been made in the total synthesis of natural products, there still remain significant challenges concerning long synthetic route, low yield and the lack of selectivity in chemical synthesis. Nature is the best chemist, and it uses various enzymes as catalysts to efficiently synthesize natural products. Exploring the mystery of how nature produces complex and diverse natural products at the genetic level not only provides inspiration for the further development of organic synthesis, but also lays the foundation for the vast utilization of effective enzymes to produce medicine and functional material for humans.

Key words: Natural product, Alkaloids, Biosynthesis, Enzyme

高磊,于欣水,雷晓光. 天然产物生物合成：探索大自然合成次生代谢产物的奥秘[J]. 大学化学, 2019, 34(12): 45-53.

Lei GAO,Xinshui YU,Xiaoguang LEI. Biosynthesis of Natural Products: Exploring the Secret of How Nature Produces the Secondary Metabolites[J]. University Chemistry, 2019, 34(12): 45-53.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX201909006

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2019/V34/I12/45

图/表 6

图1

图2

图3

图4

图5

图6

参考文献 43

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