1-脱氧野尻霉素是一种亚胺糖哌啶多羟基生物碱,与葡萄糖在结构上很相似,可以与葡萄糖竞争结合α-葡萄糖苷酶的活性中心,可以作为这类酶的强效竞争性抑制剂。1-脱氧野尻霉素可以作为治疗很多种疾病的强势候补,有很大的药用价值和研究价值。而天然菌株产率低,不能开展大规模发酵生产,对生物合成途径实施定向进化策略不仅可获得了更高的生物合成效率,而且方法简单有效。并且相比于芽孢杆菌属,大肠杆菌表达更稳定,研究的也更为透彻,更容易实现关键基因的高表达。因此,在已往研究的基础上,本研究从解淀粉芽孢杆菌中将假定能够合成1-脱氧野尻霉素的TYB基因簇中的三个基因GabT1、Yktc1、GutB1克隆出来,构建共表达质粒,并与大肠杆菌已有基因功能相结合,实现了可在大肠杆菌中表达的合成路线的构建。另外利用分子印迹技术实现了对产物1-脱氧野尻霉素的亲和吸附和富集。最后,利用分子对接的研究手段,将1-脱氧野尻霉素和作用机制最为相似的阿卡波糖进行抑制α-葡萄糖苷酶酶活能力的比较。本研究首先从解淀粉芽孢杆菌中将TYB基因簇中的三个关键基因GabT1、Yktc1、GutB1进行克隆。根据基因库同源序列比对,推测分别为天冬氨酸氨基转移酶、磷酸酶以及乙醇脱氢酶,并对其三个基因所表达的酶进行了酶学性质研究。结果表明,三个酶均具有假定的酶类的酶活性,其中天冬氨酸氨基转移酶和磷酸酶活性较低,而乙醇脱氢酶活性最高。进一步研究表明乙醇脱氢酶最适pH为6,最适反应温度为55℃。第二,本研究进一步构建了上述三个基因的共表达质粒pANY2-GabT1-Yktc1-GutB1-assembly,并充分利用大肠杆菌已有基因功能,完成了1-脱氧野尻霉素合成路线的构建,并对其进行了产物的鉴定。同时,本研究还利用2,4-二硝基氟苯的衍生化反应进行产物的鉴定,通过酶标仪进行紫外吸收值全扫描,发现其只在355nm处具有吸光度,通过该波长吸光度的检测,可以方便快捷地分析1-脱氧野尻霉素的产生及其浓度,从而显著降低了产物鉴定的成本与难度。此外,本研究又从解淀粉芽孢杆菌中克隆了α-葡萄糖苷酶基因,并在大肠杆菌中高效表达,并验证了1-脱氧野尻霉素合成路线的产物1-脱氧野尻霉素对α-葡萄糖苷酶酶活具有显著的抑制作用,为后续研究奠定了基础。第三,本研究利用分子印迹技术,采用了磁性石墨烯作为新型分子印迹聚合物材料,以α-葡萄糖苷酶作为功能基团,多巴胺和戊二醛作为交联剂,并添加镍离子用于特异性吸附α-葡萄糖苷酶上的组氨酸标签,从而成功制备了新型分子印迹聚合物Fe₃O₄@GO@α-Glu-MIP,将产物1-脱氧野尻霉素进行选择性富集。传统的分子印迹聚合物的制备条件苛刻,操作危险,甚至有的涉及大量的有毒试剂,但是本研究中制备分子印迹聚合物则规避了这些问题。更值得一提的是,本研究创新性地以α-葡萄糖苷酶作为活性中心,这样不仅可以选择性富集产物1-脱氧野尻霉素,同时也可实现α-葡萄糖苷酶的固定化。最后,本研究利用分子对接的研究手段,将1-脱氧野尻霉素和作用机制最为相似的阿卡波糖进行了抑制α-葡萄糖苷酶效果的比较。通过结果的比较,阿卡波糖虽然能与很多个氨基酸残基都形成氢键,但是由于并没有很好地结合到酶活性中心,因此不能更好地抑制Alpha-glucosidase酶活。而1-脱氧野尻霉素与Alpha-glucosidase可以很好的结合到狭窄的酶活性中心中,而且也可以通过与酶的活性中心形成稳定的氢键结构,从而更有效地抑制酶活。因此,相比于阿卡波糖,1-脱氧野尻霉素与α-葡萄糖苷酶的结合更紧密,从而为研究1-脱氧野尻霉素作用机理提供重要参考。