糖基化修飾對天然產物的生物活性至關重要，可改變化合物的水溶性以及與靶點的直接結合方式和結合位點。因此糖基化修飾一直以來都是新藥開發(fā)中的重要結構修飾方法。十六元大環(huán)內酯類抗生素由十六元大環(huán)內酯骨架和一定數(shù)量的糖基構成，是抗生素的重要組成部分，可是其作用被更為著名的十四元大環(huán)內酯類（紅霉素類）抗生素所遮蔽。因此該類型抗生素主要作為獸藥使用，只有很少一部分成功用于人類臨床治療，但相對于十四元大環(huán)內酯抗生素，十六元大環(huán)內酯顯示出一定的優(yōu)勢：具有更好的胃腸耐受性、更低的耐藥性發(fā)生率以及通過肽隧道的延伸達到允許額外的相互作用實現(xiàn)對某些耐藥菌株的活性等。
本研究以兩種伴生的十六元大環(huán)內酯查爾霉素和阿德加霉素為研究對象，主要闡明其中特殊糖基的生物合成機制。查爾霉素和阿德加霉素是兩類具有相同十六元大環(huán)內酯環(huán)骨架的大環(huán)內酯抗生素，兩者的主要差異在于內酯環(huán)C-5位取代的糖基不同：查爾霉素為查爾糖（D-chalcose），阿德加霉素為阿德加糖（D-aldgarose）或脫碳酸酯阿德加糖（decarbohydrate D-aldgarose）。查爾霉素的生物合成基因簇早前已被發(fā)現(xiàn)，其十六元大環(huán)內酯骨架和C-20位連接的阿洛糖（D-mycinose）的生物合成途徑已被闡明，而查爾糖和阿德加糖的生物合成機制尚不明確。
本研究通過全基因組測序找到了與已報道查爾霉素生物合成基因簇高度一致的基因簇，然后通過基因信息分析以及基因敲除與回補實驗，在該基因簇的下游發(fā)現(xiàn)了9個基因（almCⅠ～almDⅢ）與阿德加霉素合成有關，證實了兩者由同一基因簇合成，同時也解釋了查爾霉素和阿德加霉素總是相伴而生的根本原因。本研究同時利用基因敲除與回補實驗，結合體外酶催化實驗闡明了查爾糖和阿德加糖的生物合成途徑。其中阿德加糖結構中碳酸酯合成機制為一全新的碳酸酯合成機制，本研究利用免疫共沉淀的方法證實與阿德加糖結構中碳酸酯合成相關的4個蛋白（AlmUⅡ～AlmUⅤ）以復合體的形式發(fā)揮作用。
本研究闡明了兩種新糖基的生物合成途徑，為利用組合生物合成實現(xiàn)化合物糖基化修飾提供了兩個新的可用糖基，尤其是在大環(huán)內酯類抗生素的結構改造中適用性更強；并發(fā)現(xiàn)了一種全新的碳酸酯生物合成機制。
本課題來源于暨南大學藥學院胡丹研究員的國家自然科學基金青年項目一種罕見支鏈糖阿德加糖的生物合成機制研究及其應用（81302673），也是著者唐小龍博士期間的研究課題，本研究由著者唐小龍及其協(xié)助指導的兩位暨南大學藥學院碩士生代萍和王巧珍共同完成。本書由唐小龍、安亞楠共同整理而成。
本書得到重慶市科技局自然科學基金（cstc2020jcyj-msxmX0849）、重慶文理學院引進人才項目（R2021SYX05和R2018SCH10）以及重慶文理學院學術專著出版資助等經費共同資助。由于著者學識水平所限，書中難免有不足之處，望讀者批評指正。

唐小龍
2022年初夏