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链霉菌具有强大的次级代谢能力，其次级代谢产物是小分子药物的重要来源。链霉菌次级代谢产物结构多样，研究其生物合成机制不仅有助于发现新的酶学机制，还可以指导我们理性改变酶的催化特性，改造产物合成途径，获得新结构的次级产物。次级代谢产物的合成常受到复杂的调控，研究其调控的分子机制，可为理性提高次级代谢产物的产量提供理论指导，还可以帮助我们发现新的有价值的代谢产物。 非典型角蒽环类抗生素是链霉菌产生的一类Ⅱ型聚酮化合物，其生物合成经历了独特的B环氧化开环及重排反应（包含一个起始的C-C键断裂反应），但该反应的酶学机制尚不清楚。作为该类抗生素的代表，杰多霉素由Streptomycesvenezuelae ISP5230在乙醇刺激等特殊环境压力下产生，具有抗菌和抗肿瘤活性。杰多霉素生物合成中经历了B环的氧化开环及氨基酸的插入反应。我们通过体内和体外实验证明:JadG是催化氧化开环反应的关键酶，它可催化底物dehydrorabelomycin(DHR)发生氧化开环及氨基酸插入反应，生成产物jadomycinA(JdA)，且JadG需要利用FMNH2/FADH2作为辅因子;JadY被鉴定是NAD(P)H依赖的FMN/FAD还原酶，可为JadG提供辅因子FMNH2/FADH2，另外，大肠杆菌来源的FAD/FMN还原酶Fre也可为JadG提供辅因子FMNH2/FADH2。JadG是第一个报道的可催化该类氧化开环反应的酶。另外，我们初步鉴定了负责催化kinamycin生物合成中氧化开环反应的关键酶AlpJ（JadG的同源蛋白）。体内互补实验和体外酶学反应实验表明，JadG和AlpJ可以部分地替代对方的功能，但两者在功能上有显著不同。 目前已知杰多霉素的合成受到JadR1等调控蛋白的复杂调控。近期，张艳艳同学发现杰多霉素合成基因簇中另外一个调控蛋白JadR*（TetR家族调控蛋白）可以结合PY，PR1，P1和PE（分别对应于jadY、 jadR1、jadI和jadE上游的DNA片段），通过抑制上述基因的转录来负调控杰多霉素的生物合成，其中jadY是JadR*最主要的调控靶点。由于JadY被证明负责从体内为JadG提供辅因子FMNH2/FADH2，因此JadR*可能主要通过控制adY的转录来实现对辅因子FMNH2/FADH2供给的调节，进而精细调控杰多霉素的生物合成。为了阐明这一调控关系的具体机制，我们用体外生化实验证明jadomycin B(JdB)、杰多霉素配糖体JdA及杰多霉素合成中间体2，3-dehydro-UWM6(DHU)、DHR都可以直接和JadR*结合，来解除其对靶基因启动子的抑制，其中DHR的解抑制的作用的最强。进一步的体外实验证明，只有DHU和DHR能解除JadR*对靶启动子的抑制，DHR的诱导解抑制作用最强，从而说明DHR是真正的调控JadR*活性的效应分子。因为DHR的合成先于JadR*的解抑制，上述结果说明DHR通过JadR*介导了一种前馈调控机制，即通过其自身浓度上升来触发并调节靶基因jadY的转录，从而实现辅因子的动态供应，这种调控机制可以避免了辅因子的浪费。这也是首次报道抗生素合成中间体与调控蛋白通过前馈调控辅因子的供应来调控抗生素的生物合成。 糖基化修饰在次级代谢产物合成中广泛存在，且糖基侧链对于代谢产物的生物活性来说通常是必不可少的，杰多霉素也不例外。为了尝试获得活性提高和细胞选择性得以改善的杰多霉素，我们对杰多霉素的糖基侧链进行了改造。我们通过从体内构建不同结构糖基的合成途径，初步获得了分别含有D-olivose、D-glucose和6-deoxy-D-glucose等6种新糖基修饰的杰多霉素类化合物。上述结果表明糖基转移酶JadS对于糖基底物具有较为宽泛的识别能力。