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聚酮类化合物研究进展
聚酮类化合物 (polyketides) 是天然产物中的一大类，是由真核生物及原核生物产生的一类次级代谢产物，其来源广泛、种类繁多。聚酮类化合物是由短链的酰基单元(乙酸酯，丙酸酯或丙二酸酯等)通过连续的 Claisen 缩合反应合成的，此过程由被称为聚酮合酶(polyketidesynthase，PKS)的复杂酶催化，类似于脂肪酸的生物合成过程。过去的几十年中，基于其合成机制被逐渐揭示，为合理设计和操纵聚酮生物合成生产新化合物奠定了基础。目前已发现的天然聚酮类化合物已突破 10000 种，由之衍生的新产物更是难以计数，部分聚酮类化合物及其衍生物已经实现商业化应用：洛伐他汀(lovastatin)在内的他汀类药物占到降血脂药物市场总额的 80%以上；红霉素作为一种典型的聚酮类化合物，也是医药和畜牧业中常用的大环内酯类抗生素[1]。目前大量研究表明，聚酮类化合物的主要作用包括抗氧化、抗肿瘤、免疫抑制、抗菌活性、抗炎症和抗寄生虫，基于其广泛的生物学活性，独特的结构和合成机制以及良好的可塑性，这类化合物越来越受到国内外研究者的重视[2-3]。因此，本文主要综述了国内外对聚酮化合物生物合成机制以及其生物活性的研究进展，旨在为聚酮类化合物的研究和应用提供参考。
4.4 抗寄生虫活性 寄生虫是一类对人体有害无益的寄生生物，它们掠夺人体营
养物质、引起血管阻塞、引发炎症，严重影响人类正常生活，因此研发抗寄生虫药物对人体健康有重大意义。KOSSUGA 等[49]研究了 P.angulospiculatus 产生的 plakortideP 的生物 活 性 ， 发 现 在 25μg/mL 的 浓 度 下 可 杀 死 100% 的Leishmaniachagasi 前鞭毛体，IC50 值为 1.9μg/mL，对克氏锥虫(Trypanosonacruzi)的 IC50 值为 2.3μg/mL，证明其对于部分寄生虫具有良好的抗性。海洋蓝藻产生的多种次级代谢产物如多肽、聚酮类化合物以及脂类往往具有抗菌、抗癌、免疫抑制剂等多种生物活性，MarinLitTM 数据库中报道了近 800 种天然产物，但对抗寄生虫感染治疗方法的研究较少。SWEENEY-JONES 等[50]对海洋蓝藻 Mooreaproducens 进行一系列冻干、提取，并进行真空液相色谱获得提取物，随后利用血期恶性疟原虫和肝期伯格氏疟原虫进行生物测定指导的分馏，经分离纯化得到了 5 种具有抗疟活性的天然产物(图 14)。其中，化合物 lynbyabellinA 对血期恶性疟原虫Plasmodiumfalciparum 的抑制效果最好，半最大效应浓度(EC50)达到了 1.5nmol/L，而化合物 lyngbyaloside 对肝期伯格氏疟原虫 P.berghei 具有更好的抑制效果，EC50 值为4.5μmol/L。
图 14 斐济海洋蓝藻 Mooreaproducens 生产的天然产物 Fig.14NaturalproductsfromtheFijianmarinecyanobacteriumMooreaproducens
5 结论与展望 由于聚酮化合物所表现出的良好的生理活性，目前已广泛应用于农业，食品工业和医疗保健等领域，具有巨大的市场价值。本文综述了近年来已被发现的聚酮类化合物的结构及其生物活性，新的聚酮类化合物有待发掘。随着科学技术的不断发展，国内外对聚酮化合物的研究逐渐深入，人们对聚酮类化合物生物合成的分子机制的理解取得了重大进展，通过生物信息学鉴定出多种生物来源的 PKS。根据其结构与作用机制的不同，大致将 PKS 分为三类，分别为 I 型 PKS、II 型PKS 和 III 型 PKS。通过对 PKS 晶体结构的分析，显著提升了人们对 PKS 生物合成机理的认识，也为研究者们对 PKS 进行合理的工程设计提供了思路，而目前采用各种改造技术诸如点突变、结构域交换、亚基交换也创造了不少新型聚酮类化合物，并在获得具有理想生物活性的聚酮类化合物中取得了不错的成果。
尽管目前对聚酮类化合物的研究取得了较大进展，但部分领域仍存在研究不足的问题。例如，非天然聚酮化合物的合成中，对 I 型 PKS 和 III 型 PKS 的研究较多，而对 II 型 PKS改造的研究不足；此外，许多由 PKS 合成的聚酮类化合物在初期并不具有活性，通过后 PKS 酶修饰后才具有选择性和生物活性，这为组合生物合成新产物提供了机会；目前大多数研究的重点主要放在新型聚酮类化合物的合成上，对于现有
的聚酮类化合物在临床上的应用较少，未来还需要更多大规模、精确、深入的临床研究加以验证。
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