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含硫代酰胺结构的天然产物呈现出多样的化学结构和优良的生物活性，但是人们对其生物合成的认识十分有限，特别是核糖体肽来源的该类分子。本文从有抗菌活性的硫肽类抗生素Thiopeptin(TPP)和具有细胞毒性的维里硫酰胺类(Thioviridamide-like)天然产物TVA-YJ着手展开研究，以阐明该类分子生物合成中关键结构的形成机制。 首先通过基因组全测序得到TPP的生物合成基因簇，通过与其结构类似物硫链丝菌素(Thiostrepton，TSR)的基因簇对比，发现4个未知功能基因，并将其分别标记为tppX1-4。结合生物信息学分析，推测基因tppX2、tppX4、tppX3可能分别与TPP中特别的硫代酰胺结构，哌啶环和末端羧酸形成相关。构建了以上基因分别敲除的突变株，发酵结果显示野生型产量最高组分TPP-Ba均不再产生，这证实了它们都是TPP生物合成中的关键基因。在ΔtppX3突变株中，检测到野生型组分较少的末端甲酯产物TPP-A1a，表明其为与TPP中末端羧酸形成相关的水解酶;在ΔtppX4突变株中，分离到核心氮杂环为未被还原的脱氢哌啶产物TPP-Bb，表明其为与TPP中核心哌啶环形成相关的氧化还原酶;在ΔtppX2突变株中，分离到不含硫代酰胺结构的化合物TPP-1，表明其与TPP结构中特殊的硫代酰胺结构的形成相关。为确证基因tppX1是否参与硫代酰胺结构的形成，将基因tppX1、tppX2和tppX4分别或一起回补到TSR或者TSRB（末端为甲酯结构的TSR类似物）产生菌中，结果仅在含基因tppX1X2和tppX4X2X1的突变株中检测到含硫代酰胺结构的产物TSR-2、TSR-3、TSR-5和TSR-6，表明基因tppX1也参与硫代酰胺结构的形成。也在含基因tppX4的突变株中得到核心氮杂环为哌啶的TSR类似物(TSR-4)和TSRB类似物（TSR-1），并从TSR突变株中分离到化合物TSR-4。TppX1和TppX2的体外测活实验表明成熟硫肽分子TPP-1和TSRB不是其真实底物，因此推测硫代酰胺结构的形成发生在其基本骨架形成之前。TppX4的体外测活实验表明该酶为F420H2依赖的还原酶，其对底物有较好的容忍性，可以识别双环硫肽以及单环硫肽底物。 在阐明含硫代酰胺结构的硫肽类抗生素的生物合成机制后，继续对维里硫酰胺类天然产物中关键结构的形成机制进行研究。首先，通过genome mining发现一株新的维里硫酰胺类天然产物产生菌Streptomyces sp.NRRL S-87。通过发酵检测，发现该菌株可以产生Thioviridamide(TVA)结构类似物TVA-YJ-1、TVA-YJ-2、TVA-YJ-3。结合生物信息学分析发现基因tvaHS-87、tvaIS-87分别与tppX2和tppX1同源，因此推测它们与TVA-YJ结构中硫代酰胺结构的形成相关。基因tvaFS-87与羊毛硫肽中Avi(Me)Cys合成酶LanD同源，表明其可能与TVA-YJ中AviMeCys结构的形成相关。构建了以上基因分别敲除的突变株，发酵结果显示TVA-YJ均不再产生，这证实了它们都是TVA-YJ生物合成中的关键基因。推测这两个反应均发生在TVA-YJ生物合成早期，因此可以使用线性多肽底物测活。TvaFS.87的体外测活实验表明该蛋白为新型多功能黄素蛋白，其能够催化线性肽链底物转化为含AviMeCys结构的环化产物。该结果引导发现了另一个黄素蛋白CypD，对其体外测活表明该蛋白为具有脱硫功能且也能产生AviCys产物的黄素蛋白。