硫肽类抗生素是一类富含硫元素且被高度修饰的聚噻（噁）唑肽类天然产物。该家族化合物因其复杂的结构、良好的生物活性以及新颖的抗菌作用模式而成为研究的热点。近年来，本课题组和其他课题组揭示了硫肽类抗生素共有的生物合成途径—核糖体来源的先导肽经翻译后修饰形成成熟的分子。这一生源途径的阐明使得通过前体肽序列重排获取骨架多样化硫肽分子的策略成为可能。以该家族化合物中的母化合物—具有双环结构的硫链丝菌素(Thiostrepton，TSR)为研究对象，我们评价了其结构肽1位氨基酸的可变性、1位氨基酸改变获得的TSR类似物的生物活性以及1位氨基酸变化对后修饰能力的影响。　　采用我们组最近发展的硫肽类抗生素工程改造的方法，我们对TSR结构肽1位的异亮氨酸进行了饱和点突变。点突变结果表明:1位异亮氨酸酸可以突变为非极性氨基酸（苯丙氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、丙氨酸、色氨酸、脯氨酸）并产生相应的TSR类似物。相反，当1位异亮氨酸突变成极性氨基酸中的中性氨基酸（丝氨酸、苏氨酸、甘氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、谷酰胺、天门冬酰胺）、酸性氨基酸（天门冬氨酸、谷氨酸）以及碱性氨基酸（赖氨酸、精氨酸、组氨酸）后，突变株不再产生硫肽分子。在此基础上，我们通过双突变（结构肽1位异亮氨酸突变成缬氨酸，结构肽2位丙氨酸突变成丝氨酸）以期实现盐屋霉素(siomycin，SIO)在TSR宿主菌中的产生。SIO作为TSR的天然类似物比TSR具有更好的药用生物活性。有意思的是，双突变突变株SL-I1A-V2S不仅产生了预期的SIO，还产生了2位丝氨酸未发生脱水的新型硫肽类抗生素OH-SIO。随后，我们通过对相应突变株发酵分离得到了TSR-I1F(1F)、TSR-I1L(1L)、TSR-I1M(1M)、TSR-I1A(1A)、SIO和OH-SIO六种TSR类似物。我们对它们进行了生理学（水溶性）和抗菌活性测试。TSR-I1M、TSR-I1A、OH-SIO的水溶性有了很大的提高，其中OH-SIO（溶解度17.09±0.85μg/mL）的水溶性相比于TSR提高了近一倍。除SIO外，其余5种TSR类似物对测试的耐药菌的抗菌活性都有了明显降低，这表明TSR结构肽1位氨基酸残基在其抗菌活性中扮演未知的重要角色。此外，我们还对引起结核病的结核杆菌（M.tuberculosis）的模式菌株Mycobacterium marinum(M.marinum)进行了体内抗感染测试和诱导自噬能力评价。和体外抗M.marinum能力相比，这些TSR类似物的体内抗感染能力和诱导自噬能力一致。这表明诱导宿主细胞自噬是TSR及其类似物杀死胞内菌的主要抗菌作用模式。　　在此基础上，我们进一步评估了切除先导肽的肽酶对先导肽-1位氨基酸的选择性及-3位氨基酸的识别性。随后，我们建立了界定TSR的后修饰中哪些依赖先导肽、哪些不依赖先导肽的体系SL-(7H)-1K和确定TSR中后修饰发生先后顺序的体系SL-(7H)-3K。　　总之，我们通过对硫肽类抗生素前体肽的序列重排手段获得了骨架多样的硫肽类抗生素。由于硫肽类抗生素具有复杂的结构（化学合成极具挑战性），我们的这种手段相比于化学合成手段具有显著的优势。此外，我们的工作为硫肽类抗生素的生物合成逻辑（在前体肽上编排一系列共性化和个性化后修饰）提供了重要线索。