他克莫司（FK506）在临床上用于抑制器官移植后的免疫排斥反应以及治疗真菌引起的皮肤炎症，其合成基因簇的产物包括：聚酮合酶（PKS）、非核糖体肽合成酶（NRPS）、烯丙基丙二酸单酰基（AM）合成酶以及其它合成酶和调控因子。浙江大学与杭州华东医药集团合作，以FK506工业菌株筑波链霉菌为研究对象，从PKS和NRPS的辅基化、AM的转移机制、合成基因簇的调控三方面研究了FK506的生物合成途径，并构建了高产基因工程菌株。
磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶（PPTase）催化PKS中酰基载体蛋白（ACP）和NRPS中肽基载体蛋白（PCP）从脱辅基形态变成全辅基形态，筑波链霉菌含有5个独立的PPTase（FKPPT1、FKPPT2、FKPPT3、FKPPT4和FKACPS），是已知物种中含有独立PPTase数量最多的，研究结果表明：在体外它们对FK506合成酶中的ACP和PCP都具有催化活性；在体内敲除任何一个PPTase基因都不会消除FK506的产量，表明它们对FK506合成酶的功能具有互补性；在体内高表达FKPPT3可以将FK506的产量比出发菌株提高约20%，并且将发酵时间缩短约24小时。该研究结果发表于Scientific Reports，王月月博士和张小晟硕士为并列第一作者，江辉老师为通讯作者，药学院李永泉教授参与指导。http://www.nature.com/articles/srep24255
AM是FK506分子中特有的酰基合成砌块，曾有文献认为AM的转移机制与其它酰基类似，是从辅酶A上转移到PKS上的。我们对催化AM转移的酰基转移酶AT4进行了体外表征，发现AM是从一个ACP上直接转移到PKS上的；AT4在自酰化步骤中对底物选择性比较广泛，可以转移AM、乙基丙二酸单酰基（EM）、甲基丙二酸单酰基（MM）但不能转移丙二酸单酰基（M）；而在转酰基步骤中AT4的底物选择性比较严格，只能转移AM和EM，这也解释了FK506合成酶不仅可以合成FK506还可以合成FK520。该研究结果发表于FEBS Journal，江辉老师和王月月博士为并列第一作者，李永泉教授为通讯作者。http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1111/febs.13296/abstract
FK506合成基因簇含3个途径特异性调控基因（fkbN、tcs7和tcs2），研究结果表明：FkbN直接正调控FK506合成基因的转录；Tcs7直接正调控fkbN的转录从而间接正调控他克莫司合成基因的转录；Tcs2对合成基因的转录无明显影响；基于以上结果，我们构建了fkbN/tcs7高表达株，其FK506的产量比出发菌株提高了约90%。该研究结果发表于J. Ind. Microbiol. Biotechnol.，张小晟硕士和骆红豆同学为并列第一作者，江辉老师和李永泉教授为通讯作者。 http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10295-016-1849-0
综合本实验室的研究结果，结合国内外其他团队对FK506开展的合成生物学研究结果，我们在Biotechnol. Lett.发表了综述一篇，华东医药集团子公司的科研副总监傅立峰和陶阳同学为并列第一作者，江辉老师为通讯作者。http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10529-016-2202-4
