赵雪尔，刘骏，陈敏

    星形孢菌素(Staurosporine，STA)是从 Streptomyces Staurosporeus AM-2282 分离得到的一种生物碱。X 射线晶体结构分析发现它由一个吲哚咔唑核心和通过双 C-N 键连接的氨基己糖构成[1]。1986 年，人们发现它是一种对蛋白激酶 C(protein kinase C，PKC)非常有效的拮抗剂，因此该化合物被广泛用于各类细胞 PKC 在信号传导过程中所起作用的研究。STA 是目前已知的最有效的蛋白激酶抑制剂之一(IC50= 1 ～ 20 nmol/L)[2]，由于其结构合成的复杂性和重要的生理活性，引起了众多有机合成化学家的兴趣。1995 年，Link 等[3]对它的合成全过程进行了描述。许多生物学家也对星形孢菌素的生物合成功能途径及改造进行了相关研究。本文将对星形孢菌素的来源，生物途径及改造工作进行综述。

    1 星形孢菌素的生物合成基因簇

    由于星形孢菌素的重要作用，人们对其生物合成途径展开研究。通过同位素标记 STA 产生菌内的前体化合物[4]，发现吲哚咔唑核心来源于色氨酸，糖残基来源于葡萄糖，氨基糖连接后修饰的 O- 和 N-甲基的碳原子和质子直接来源于蛋氨酸[5]。

    研究表明，STA 的生物合成基因簇由 15 个开放阅读框(open reading frame，ORF)组成，总长 22 kb[6-7]，基因结构如图 1 所示。

    图 1 星形孢菌素基因簇结构

    星形孢菌素的生物合成路径如图 2 所示。中间产物CPA(chromopyrrolic acid)的形成需要 StaO 和 StaP 的催化。在 StaO 作用下，L-色氨酸氧化脱氨基启动合成反应发生，形成吲哚-3-丙酮酸(IPA)的亚胺形式。亚铁血红素蛋白四聚体 StaD 在 NH4+存在的条件下，催化两分子的 IPA产生 CPA[8]。StaD 家族的蛋白质由将近 1000 个氨基酸组成，氨基酸序列推导时发现它们没有明显保守区，这表明StaD 家族是血红素蛋白中新的一类，具有不同的结构和功能[9]。开放式的 CPA 必须转化成封闭式的吲哚咔唑糖苷配基，这就需要一对酶——StaP/StaC 催化形成吲哚咔唑核心[10-12]，即 K252c。随后通过糖基化形成 STA ......