阿维链霉菌bkdAB的基因中断对阿维菌素合成的影响

以阿维菌B组分菌株StreptomycesavermitilisBjbm0 0 0 6为出发菌株 ,用PCR的方法构建bkdAB基因簇(Branched_chainα_ketoaciddehydrogenasegeneAB)的基因置换质粒pHJ582 1(pHZ13 58∷bkdAB&erm) ,并对其进行基因中断 ,得到重组菌株Bjbm582 1。Bjbm582 1的发酵产物经HPLC检测发现 ,除了产生B1a和B2a外 ,还产生一种原菌株没有的新组分 ,3个组分的总含量只有出发菌株Bjbm0 0 0 6的 2 5%。结果表明bkdAB的中断不仅部分阻断了阿维菌素的合成 ,还阻断了阿维菌素b组分的合成 ,可以推测bkdAB的产物在阿维菌素合成途径中主要承担了α酮基异戊酸脱氢酶 (α_ketoisovalericaciddehydrogenase)角色     

阿维链霉菌bkdAB的基因中断对阿维菌素合成的影响

以阿维菌B组分菌株Streptomyces avermitilis Bjbm0006为出发菌株,用PCR的方法构建bkdAB基因簇(Ｂranched_chain α-keto acid dehydrogenase gene AB) 的基因置换质粒pHJ5821 (pHZ1358∷bkdAB&erm),并对其进行基因中断,得到重组菌株Bjbm5821。Bjbm5821的发酵产物经HPLC检测发现,除了产生B1a和B2a外,还产生一种原菌株没有的新组分,3个组分的总含量只有出发菌株Bjbm0006的25%。结果表明bkdAB的中断不仅部分阻断了阿维菌素的合成,还阻断了阿维菌素b组分的合成,可以推测bkdAB的产物在阿维菌素合成途径中主要承担了α-酮基异戊酸脱氢酶 (α-ketoisovaleric acid dehydrogenase) 角色。     

阿维链霉菌中aveD基因阻断对阿维菌素合成的影响

利用用于基因破坏的重组质粒pCZ2 (pKC1 1 39∷ 475bpaveD)对阿维菌素 (Avermectin)产生菌阿维链霉菌 (Streptomycesavermitilis) 76- 9的aveD基因进行插入失活 ,将获得的aveD破坏子进行摇瓶发酵和阿维菌素初步提取和HPLC检测 ,发现破坏子仅产生四个主要组分 ,但它们的保留时间分别比Bla、Blb、B2a和B2b的略长。进而将粗提液纯化并获得晶体 ,以UV、IR、NMR ( 1H NMR和13C NMR)和MS进行结构分析 ,并结合HPLC检验 ,证明它们属于C5 氧 阿维菌素B。说明阿维链霉菌的aveD基因破坏 ,不仅丧失了合成阿维菌素A组分的能力 ,也造成了其下游的aveF基因不能表达 ,因此只产生了C5 氧 阿维菌素B。     

阿维菌素和高效氯氰菊酯混配对红脉穗螟的增效作用

【目的】阿维菌素和高效氯氰菊酯作为作用机制不同的2种杀虫剂,常被种植户用于红脉穗螟的防治;但是2种药剂的混配增效作用如何尚不明确。【方法】采用室内生物测定的方法,研究了阿维菌素和高效氯氰菊酯对红脉穗螟的生物活性,同时开展了2种药剂混配增效作用的研究。【结果】阿维菌素和高效氯氰菊酯均对红脉穗螟表现出胃毒活性,LC50值分别为22.24和18.18 mg·L~(-1)。阿维菌素(A)和高效氯氰菊酯(B)以质量浓度比(ρA∶ρB)4∶5和9∶5混配,对红脉穗螟表现出联合作用,共毒系数分别为93.78和107.78;以ρA∶ρB=5∶1混配后共毒系数达259.07,表现出显著的增效作用;而以ρA∶ρB=3∶10混配表现出拮抗作用,共毒系数仅为76.72。【结论】阿维菌素和高效氯氰菊酯在不同的混配比例下,会表现出不同的混配效果。其中,以质量浓度比5∶1混配表现出增效作用。     

黄曲霉拮抗菌Bacillus amyloliquefaciens B10-6-1产生的脂肽类抗生素的分离和鉴别

本文旨在对黄曲霉拮抗菌Bacillus amyloliquefaciens B10-6-1的脂肽类抗生素相关基因进行克隆,对其所产生的脂肽类抗生素进行组分分离,对有抑菌活性的脂肽类抗生素进行结构鉴别。以解淀粉芽孢杆菌B10-6-1基因组DNA为模板,采用PCR方法对ItuA、ItuB、ItuC、ItuD、FenA、FenB、FenD、Sfp、bmyA、bmyB、bmyC合成基因进行DNA扩增。将该菌发酵液经过离心、酸沉淀、甲醇抽提等步骤得到脂肽类抗生素的粗提物,采用高效液相色谱法分离,对收集的洗脱峰组分进行体外抑菌试验,对有抑菌活性的组分进行液质（HPLC-ESI-MS）分析。PCR扩增检测结果显示黄曲霉菌拮抗菌B10-6-1能扩增出ItuA、ItuC、ItuD、FenA、FenD、Sfp、bmyA、bmyB、bmyC合成基因,未能扩增出ItuB、FenB合成基因。高效液相色谱法收集到7种组分,体外抑菌试验证明组分5和7有抑菌活性。经液质测定,组分5和组分7分别为脂肽类抗生素C₁₄Bacillocnycin D和C₁₅Bacillocnycin D。本研究探明了黄曲霉菌拮抗菌B10-6-1所产生的天然抑菌活性成分,为该菌用于黄曲霉菌的生物防治奠定了理论基础。     

多杀菌素的生物合成

多杀菌素是一种新颖大环内酯类杀虫剂,具有对害虫高效、对环境安全、对哺乳动物低毒的优异特点。介绍了多杀菌素生物合成的步骤,及参与这些合成步骤的有关酶系统和基因簇。通过对刺糖多孢菌中多杀菌素合成基因的克隆鉴定与分析,已基本了解多杀菌素生物合成的限速步骤及相关控制基因,从而可通过遗传工程的办法改造刺糖多孢菌,提高多杀菌素的产量 。     

害虫及害螨对阿维菌素抗药性研究进展

阿维菌素(avermectins)是一类新型高效广谱的生物源农药,对多种害虫及害螨具有极好的防效。随着阿维菌素在害虫及害螨防治中的广泛应用,害虫和害螨对其的抗性问题日益受到关注。文章综述国内外的最新研究结果表明:小菜蛾Pluttella xylostella(L.)、二斑叶螨Tetranychus urticate Koch等已对阿维菌素产生抗性,对阿维菌素产生抗性的害虫和螨并不总是表现适合度劣势,且抗性一旦产生敏感性较难以恢复;抗性遗传多数由多基因、不完全隐性控制;抗性机理涉及多种因素。综合分析发现害虫和螨对阿维菌素存在较大的、潜在抗性风险。     

小菜蛾对阿维菌素的抗性遗传方式 和相对适合度研究

就小菜蛾Plutella xylostella对阿维菌素的抗性遗传方式和抗性品系的相对适合度进行了研究。室内选育的阿维菌素抗性品系与同源的敏感品系杂交、F₁代自交、F₁代与亲本回交,结果表明：杂交后的显性度（D）分别为-0.64和-0.52,说明小菜蛾对阿维菌素的抗性是常染色体、不完全隐性遗传;χ²检验证实,可能是多基因控制的抗性遗传。杂交F₁代乙酰胆碱酯酶（AChE）、羧酸酯酶（CarE）和谷胱甘肽转移酶（GST）活性比抗性亲本有所降低,F2代及回交后代三种酶的活性继续降低。种群适合度研究表明,抗性品系相对于敏感品系有0.84的适合度。     

阿维菌素B1a组分高产菌株的诱变育种

目的了解阿维菌素产生菌S.avermitilis的生长特性,提高产生菌B1a组份的产量。方法采用紫外线(UV)、诱变剂氯化锂(LiCl),亚硝基胍(NTG)并结合甲硫氨酸(Met)诱导等手段对出发菌株S.avermitilisH0065进行诱变处理,初筛、复筛。结果筛选获得总效价达到4524.3μg/ml的高产阿维菌突变株N-3-133,其中B组分含量显著提高且高达85.3%,B1a也显著提高达到2533.6μg/ml。结论采用紫外线及亚硝基胍诱变方法,结合甲硫氨酸诱导筛选,与出发菌株相比可以获得阿维菌素总效价及B1a组分显著提高的菌株。     

氮源对阿维菌素合成的影响及基于二氧化碳释放速率的阿维菌素发酵调控

中国是世界上最大的也是唯一的阿维菌素原料生产国,但在工业规模生产中与同类型大环内酯类抗生素相比其产量相对偏低。文中通过研究不同氮源对阿维链霉菌生长、代谢的影响,发现氮源在发酵中后期对菌丝活性、菌丝浓度以及阿维菌素B1a的合成都有较为显著的影响。在100 L生物反应器中,于发酵中后期基于二氧化碳释放速率(CER)控制补入酵母粉,效价达到8697mg/L,与原工艺相比,提高了26.9%。这一结论若在实际工业生产中应用,有望带来实际的经济效益。     

人参皂苷生物合成和次生代谢工程

人参皂苷属于植物三萜皂苷类化合物,是传统名贵药材人参和西洋参的主要活性成分,具有抗炎、抗氧化作用,还有广泛的抗肿瘤作用。人参皂苷与植物甾醇共享前期代谢途径,通过2, 3-氧化鲨烯环化步骤进入三萜代谢分支途径,在三萜碳环骨架复杂修饰的基础上形成人参皂苷。综述了近年人参皂苷生物合成途径及关键酶基因研究的最新进展,揭示了人参皂苷生物合成的基本途径,对途径中关键酶的基因进行了综述,并结合次生代谢工程技术, 探讨了该技术在人参皂苷生物合成中的应用前景。     

3-脱氢莽草酸生物合成的代谢工程

3-脱氢莽草酸,是芳香族氨基酸生物合成代谢途径中一种重要的中间产物,可作为一些化学合成制剂和药物中间原料。这样以无毒可再生物质为起始原料的合成方法与传统的有机合成化学制剂的方法相比,对环境更加有利。此外,它还是一种十分有效的抗氧化剂。工业上一般采用化学合成法和发酵法来生产3-脱氢莽草酸,随着代谢工程的兴起,使得更加理性改造菌株成为可能,这更加促进了发酵法的广泛应用。本文主要介绍了代谢工程在生物合成3-脱氢莽草酸生产菌改造中的应用情况,其中涉及3-脱氢莽草酸生物合成途径中相关基因及其酶的调控、中心代谢途径的改造和3-脱氢莽草酸合成支路的修饰等,并探讨了将来的发展前景。     

Biosynthesis of 4-Aminobenzoate in Escherichia coli

Two different mutations (pabA and pabB) affecting 4-aminobenzoate biosynthesis were obtained in strains of Escherichia coli lacking chorismate mutase and anthranilate synthetase activity, thus allowing study of the pathway of biosynthesis of 4-aminobenzoate by use of cell extracts of strains carrying the pab mutations. Two components with approximate molecular weights of 9,000 (component A) and 48,000 (component B) are concerned in the biosynthesis of 4-aminobenzoate from chorismate by E. coli. No diffusible intermediate compound could be detected.     

Advances in the Plant Isoprenoid Biosynthesis Pathway and Its Metabolic Engineering

Although the cytosolic isoprenoid biosynthetic pathway, mavolonate pathway, in plants has been known for many years, a new plastidial 1-deoxyxylulose-5-phosphate (DXP) pathway was identified in the past few years and its related intermediates, enzymes, and genes have been characterized quite recently. With a deep insight into the biosynthetic pathway of isoprenoids, investigations into the metabolic engineering of isoprenoid biosynthesis have started to prosper. In the present article, recent advances in the discoveries and regulatory roles of new genes and enzymes in the plastidial isoprenoid biosynthesis pathway are reviewed and examples of the metabolic engineering of cytosolic and plastidial isoprenoids biosynthesis are discussed.     

植物脂肪酸的生物合成与基因工程

植物脂肪酸既具重要生理功能,又有巨大食用和工业价值。其生物合成途径较为复杂,涉及乙酰－ＣｏＡ羟化酶、脂肪酸合成酶、脂肪酸去饱和酶和脂肪酸延长酶等一系列酶。近年来,对脂肪酸生物合成途径进行了大量研究,克隆出许多相关基因,初步阐明了脂肪酸合成规律,并在此基础上开展了利用基因工程技术调控脂肪酸合成研究,取得可喜进展。本文详细介绍了植物饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和超长链脂肪酸的生物合成与基因工程研究的新结果     

大豆异黄酮生物合成关键酶及其代谢工程研究进展

异黄酮是一类具有C-6/C-3/C-6骨架的二次代谢产物,具有抗氧化和抗肿瘤活性。异黄酮与黄酮类物质具有相似的苯丙烷生物合成途径。天然的绝大部分异黄酮分布在豆科植物中,目前在大豆中已经发现了超过12个异黄酮(苷)。大豆异黄酮的生物合成主要涉及三个关键的酶查尔酮合酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)和异黄酮合酶(IFS)。总结了大豆异黄酮的提取分离方法和生物合成途径,着重综述了CHI、CHS、IFS生物学特征和功能及异黄酮的代谢工程研究。     

Advances in the Plant Isoprenoid Biosynthesis Pathway and Its Metabolic Engineering

Although the cytosolic isoprenoid biosynthetic pathway, mavolonate pathway, in plants has been known for many years, a new plastidial 1-deoxyxylulose-5-phosphate (DXP) pathway was identified in the past few years and its related intermediates, enzymes, and genes have been characterized quite recently.With a deep insight into the biosynthetic pathway of isoprenoids, investigations into the metabolic engineering of isoprenoid biosynthesis have started to prosper. In the present article, recent advances in the discoveries and regulatory roles of new genes and enzymes in the plastidial isoprenoid biosynthesis path way are reviewed and examples of the metabolic engineering of cytosolic and plastidial isoprenoids biosnthesis are discussed.     

The Bakerian lecture, 1984. Biosynthesis of the pigments of life

Many vitally important functions in living systems are carried out by metal ions held as complexes within organic ligands, the organic part of the molecule being a tetrapyrrolic macrocycle. Chlorophyll, haemoglobin, the cytochromes and vitamin B12 all fall into this family of 'pigments of life', a list that emphasizes their central importance in living systems. Research on the biosynthesis of these pigments has involved the synergistic combination of synthesis, structure determination, carbon nuclear magnetic resonance and isotopic labelling with radioactive and stable isotopes in conjunction with enzymology and kinetics. The lecture describes the logical series of experiments based on these approaches which have led to a step-by-step knowledge of the biosynthesis of the parent macrocycle (uroporphyrinogen-III) from which the other pigments are derived. One main pathway from the parent macrocycle involves oxidative transformations and leads eventually to protohaem required inter alia for haemoglobin and myoglobin. The second important pathway makes use of C-methylation to convert the parent macrocycle through many stages finally into vitamin B12. The biosynthetic studies on vitamin B12 are outlined with particular emphasis on the use of isotopic labelling with both radioactive and stable isotopes of carbon and hydrogen. Roughly two-thirds of the entire biosynthetic pathway to vitamin B12 has now been elucidated. The scarcity of several of the known intermediates on the pathway severely hampers future researches and progress towards the total synthesis of these key materials is reviewed. Finally, the lecture brings out the evolutionary interest of what has been discovered about the biosynthesis of the pigments of life.