Ⅰ型聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)和非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide synthetase,NRPS)具有相似的结构和功能特点,它们都是具有模块结构的多功能的巨型酶.目前已知许多重要的微生物次级代谢产物,其合成机制是通过PKS和NRPS这两类合成酶系统所介导的,如红霉素、环孢素、达托霉素、青霉素等.随着越来越多的重要的聚酮类和多肽类微生物代谢产物的生物合成基因簇的分离,PKS和NRPS结构和作用机制不断被揭示.近年来发现一些次级代谢产物的合成需要PKS和NRPS共同参与.本文重点以雷帕霉素、埃坡霉素和博莱霉素等不同杂合形式的PKS-NRPS为例,阐述杂合PKS-NRPS催化聚酮链和多肽链的合成以及杂合蛋白质分子上的结构特点.雷帕霉素合成酶的结构是PKS之后紧挨着NRPS,在聚酮链合成之后引入一个氨基酸并通过两个C活性域与PKS联系起来并使合成完成的主碳链从合成酶上脱离下来;埃坡霉素合成酶是在PKS之间嵌入了NRPS,与PKS起始模块一起合成了一个带噻唑环的新的聚酮链合成的起始物;博莱霉素主碳链的合成是由9个NRPS模块与嵌入其中的一个PKS模块形成的复合酶共同催化合成的.杂合酶分子在一些活性域位点具有区别于非杂合酶的特点,特别在杂合酶的模块间和亚基肽链间的连接区往往具有特殊的氨基酸组成。