地中海拟无枝菌酸菌U-32对硝酸盐的同化及其硝酸还原酶特性

对地中海拟无枝菌酸菌U-32菌株的研究发现,像植物及真菌硝酸还原酶一样,地中海拟无枝菌酸菌U-32硝酸还原酶也是诱导酶,其合成受铵盐阻遏,受硝酸盐的诱导。氯霉素抑制实验的结果表明,该菌株硝酸还原酶的诱导涉及到蛋白质的新合成。钼和钨的竞争实验说明U-32菌株硝酸还原酶也为一钼酶。另外在离体实验中,发现硝酸还原酶活力受到KCN和NADH的抑制,但至今未能找到其生理电子供体。此外,U-32菌株硝酸还原酶也不表现类似于植物的黄递酶等组份酶活性。该菌株硝酸还原酶和其力复霉素产量有一定相关性,但两者确切的关系尚待研究。     

地中海拟无枝菌酸菌U-32硝酸还原酶的基因克隆

Southern杂交分析表明在地中海拟无枝菌酸菌U-32染色体DNA和黑曲霉niaD(硝酸还原酶基因)之间存在着明显的同源性。利用异源niaD探针从地中海拟无枝菌酸菌U-32基因文库中筛选得到一个能与niaD杂交的5.0kb的PstⅠ片段。该片段经同位素标记后能与地中海拟无枝菌酸菌U-32染色体上一个相同的PstⅠ片段杂交,位于这一片段上的2.1kb SmaⅠ-EcoR Ⅴ片段只能与以硝酸盐为唯一氮源的总RNA杂交,而不能与相同条件下以铵盐为唯一氮源的总RNA杂交,这些结果表明,所克隆到的5.0kb PstⅠDNA片段含有地中海拟无枝菌酸菌U-32的硝酸还原酶基因。这是好氧细菌硝酸还原酶基因克隆的首次报道。由该酶蛋白分子量推测,其结构基因大小在1.5kb左右,进一步的杂交分析发现在5.0kb的PstⅠ片段中含有完整的NR基因。用20种限制酶对重组质粒pJL1进行了限制酶酶谱的构建,发现有10种酶在pJL1外源片段上无切点,6种酶为单切点,EcoRⅠ与SmaⅠ各有两个切点。     

地中海拟无枝菌酸菌U-32硝酸还原酶的基因克隆

outhern杂交分析表明在地中海拟无枝菌酸菌u－32染色体DNA和黑曲霉niaD(硝酸还原酶基因)之间存在着明显的同源性。利用异源niaD探针从地中海拟无枝菌酸菌u－32基因文库中筛选得到一个能与niaD杂交的5.0kb的Pst Ⅰ片段。该片段经同位素标记后能与地中海拟无枝菌酸菌u－32染色体上一个相同的Pst Ⅰ片段杂交,位于这一片段上的2．1kb sma Ⅰ—EcoR Ⅴ片段只能与以硝酸盐为唯一氮源的总RNA杂交,而不能与相同条件下以铵盐为唯一氮源的总RNA杂交,这些结果表明,所克隆到的5,0kb Pst Ⅰ DNA片段含有地中海拟无枝菌酸菌U-3z的硝酸还原酶基因。这是好氧细菌硝酸还原酶基因克隆的首次报道。由该酶蛋白分子量推测,其结构基因大小在1．5kb左右,进一步的杂交分析发现在5．0kb的Pstl片段中含有完整的NR基因。用20种限制酶对重组质粒pJLl进行了限制酶酶谱的构建。发现有10种酶在pJLl外源片段上无切点,6种酶为单切点,EcoR Ⅰ与Sma Ⅰ各有两个切点。     

地中海拟无枝菌酸菌(Amycolatopsis mediteranei)U-32硝酸还原酶的定位、纯化及性质

在力复霉素ＳＶ研究中,发现硝酸盐对抗生素合成呈现多效性作用,不仅大幅度提高产量,还对产生菌——地中海拟无枝菌酸菌生理产生多方面的影响,从而提出整体性调节的结论．这一多效性作用是由硝酸盐所引起的,为此对硝酸还原酶进行了研究．首先,通过原生质体渗透裂解发现地中海拟无枝菌酸菌Ｕ－３２的硝酸还原酶是一个胞质酶．该酶极不稳定,缓冲液中加入硝酸钾、甘油等保护剂能极大地提高其稳定性．通过硫酸鱼精蛋白沉淀,硫酸铵分级分离,Ｐｈｅｎｙｌ－ＳｅｐｈａｒｏｓｅＣＬ４Ｂ、Ｂｉｏ－ＧｅｌＡ１．５ｍＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｃｅｌ和ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－７５柱层析等多步纯化得到了电泳纯的硝酸还原酶．该酶为一７９ｋＤ的单亚基酶,每分子酶含有约２．２９原子的钼,但并不含有非血红素铁、酸不稳定硫、ＦＭＮ及ＦＡＤ,其等电点为６．２,反应最适ｐＨ为７．２,最适温度为４０℃．对硝酸根的Ｋｍ值为１３．３μｍｏｌ／Ｌ．同时分析了该酶的吸收光谱．     

地中海拟无枝菌酸菌U32染色体特性的脉冲场电泳分析

地中海拟无枝菌酸菌(Amycolatopsis mediterranei)U32是产力复霉素SV的工业生产菌株。采用脉冲场电泳分析发现,地中海拟无枝菌酸菌U32仅有一条约10 Mb的线性染色体, 没有内源性质粒。利用Southern杂交法,对11个编码力复霉素生物合成、相关初级、次级代谢关键酶以及调控蛋白的基因,在U32染色体DNA的PshBI酶切片段上进行了定位。分析发现在一条长度约700kb的PshBI酶切片段上,分别存在着力复霉素合成基因簇(rif)、氮代谢的亚硝酸还原酶小亚基基因(nasD)、衔接初级与次级代谢的甲基丙二酰变位酶基因(mcm)、脂肪酸代谢的乙酰辅酶A羧化酶生物素载体蛋白基因(accA)以及一套核糖体RNA转录单元。同时还发现U32至少有5套核糖体RNA转录单元。其余定位的基因均只出现单一杂交信号。     

力复霉素产生菌地中海拟无枝菌酸菌U32丙氨酸脱氢酶基因克隆及表达

丙氨酸脱氢酶(EC1411)可逆催化丙氨酸脱氨生成丙酮酸和NADH。它是生物体内的氨基酸代谢和氨同化途径的关键酶。在地中海拟无枝菌酸菌(Amycolatopsis mediterranei)U32中,丙氨酸脱氢酶的活力与力复霉素的生物合成有负相关现象,其活力受KNO3全局效应的调控。根据结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)和天蓝链霉菌(Streptomyces coelicolor)的丙氨酸脱氢酶氨基酸的保守序列和地中海拟无枝菌酸菌U32对氨基酸密码子的使用偏好,设计一对简并PCR引物。以此引物从地中海拟无枝菌酸菌U32中扩增到一555bp的片段,并以此片段为探针从地中海拟无枝菌酸菌U32 基因组cosmid文库中成功的克隆到了丙氨酸脱氢酶结构基因(ald)。它编码了一个371个氨基酸的蛋白质,基因的GC含量为72.5％,符合链霉菌的基因结构特征。在起始密码子的上游6个碱基处,有一典型的链霉菌核糖体结合位点(RBS)：AGGAGG,第75位的氨基酸为赖氨酸,是丙酮酸结合位点。以pET28b为载体,在E.coli BL21(DE3)中高效表达了ald基因。用IPTG在22℃时诱导得到的丙氨酸脱氢酶活力最高。用HisTag柱纯化了表达的丙氨酸脱氢酶。酶学性质研究表明该酶专一性以LAla和NAD(H)为底物。     

利用同源重组建立地中海拟无枝菌酸菌U32染色体的基因置换/中断系统

地中海拟无枝菌酸菌U32是力复霉素SV的工业产生菌,其遗传操作一直是一个难题。在该菌株DNA高效电转化的基础上,利用同源重组的原理,建立了地中海拟无枝菌酸菌染色体的基因置换/中断系统。通过大肠杆菌重组质粒pDK110构建、转化及两步重组筛选,成功地用α淀粉酶基因（amy）取代了地中海拟无枝菌酸菌U32染色体上的3-氨基-5-羟基苯甲酸合成酶基因（ahbas）。第一步单交换和第二步双交换的频率分别是0.5%～0.7% 和 2%。将质粒pDK110变性后转化可显著提高重组频率,在第二步筛选双交换前对单交换重组子进行电击也能够提高其双交换重组的频率。此外,通过转化构建的两端带同源区段的线性DNA片段及一步重组筛选,我们在地中海拟无枝菌酸菌U32染色体的amrD,rifO基因中间插入了阿普拉霉素抗性基因（apr）,其效率约为30～50转化子/μgDNA。     

地中海拟无枝菌酸菌U—32的3—氨基5—羟基苯甲酸合成酶（AHBAS）？…

地中海拟无枝菌酸菌Ｕ－３２是一种临床上重要的抗生素－力复霉素ＳＶ的产生菌,研究表明,在地中海拟无枝菌酸菌的力复霉素生物合成过程中,３－氨基５－羟基苯甲酸合成酶（ＡＨＢＡＳ）是合成中间体Ｃ７Ｎ母核（又称ＡＨＢＡ）的关键酶。通过筛以广宿主粘粒ｐＬＡＦＲ３为载体构建的地中海拟无枝菌酸菌Ｕ－３２的基因文库,获得６个阳性克隆子。将含有ＡＨＢＡＳ基因的约２．５ｋｂ的片段克隆到ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔⅡＳＫ和ＫＳ     

地中海拟无枝菌酸菌U-32的3-氨基5-羟基苯甲酸合成酶(AHBAS)基因的克隆与序列分析

地中海拟无枝菌酸菌（Ａｍｙｃｏｌａｔｏｐｓｉｓｍｅｄｉｔｅｒｒａｎｅｉ）Ｕ３２是一种临床上重要的抗生素———力复霉素ＳＶ的产生菌。研究表明,在地中海拟无枝菌酸菌的力复霉素生物合成过程中,３氨基５羟基苯甲酸合成酶（ＡＨＢＡＳ）是合成中间体Ｃ７Ｎ母核（又称ＡＨＢＡ）的关键酶。通过筛选以广宿主粘粒（Ｃｏｓｍｉｄ）ｐＬＡＦＲ３为载体构建的地中海拟无枝菌酸菌Ｕ３２的基因文库,获得６个阳性克隆子。将含有ＡＨＢＡＳ基因的约２５ｋｂ的片段克隆到ｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔⅡＳＫ和ＫＳ上,进行酶谱分析得到其在染色体上的初步定位。序列测定表明地中海拟无枝菌酸菌Ｕ３２中的ＡＨＢＡ合成酶基因,由１１６７ｂｐ组成,起始密码子为ＡＴＧ,终止密码子为ＴＧＡ,共编码３８８个氨基酸,所克隆到的ＡＨＢＡ合成酶基因在大肠杆菌的启动子控制下获得诱导表达,蛋白分子量约为４３ｋＤ。     

地中海拟无枝菌酸菌专一的噬菌体φMMR1的研究

从生产力复霉素ＳＶ的地中海拟无枝菌酸菌（Ａｍｙｃｏｌａｔｏｐｓｉｓｍｅｄｉｔｅｒｒａｎｅｉ）Ｕ１１９的工业发酵罐裂解液中,分离到一株新的噬菌体φＭＭＲ。该噬菌体经多次单斑分离、纯化,得到的噬斑多数为清亮的（约占９０％）,其它噬斑为浑浊斑,但未能从中分离到溶源菌。在被测试的可能的宿主菌中,φＭＭＲ１不能感染除地中海拟无枝菌酸菌以外的菌株,说明寄主范围很窄。对φＭＭＲ１的增殖和储存条件,诸如ｐＨ值、温度、二价金属离子、有机溶剂等对φＭＭＲ１的影响进行了较详细的研究。电子显微镜观察揭示,φＭＭＲ１为长尾无收缩尾鞘,头为正多面体,属长尾噬菌体科Ｂ１亚群。制备了φＭＭＲ１的兔抗血清,并测定了φＭＭＲ１以地中海拟无枝菌酸菌Ｕ－３２为宿主菌的一步生长曲线。使用２４种限制性内切酶对φＭＭＲ１ＤＮＡ进行了单酶切分析。结果表明,φＭＭＲ１基因组ＤＮＡ为线状双链,未找到粘性末端,大小约为５９６ｋｂ。φＭＭＲ１ＤＮＡ的Ｇ＋Ｃ含量为６７％。利用ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析了噬菌体的外壳蛋白多肽的组成。纯化的裸露噬菌体ＤＮＡ可利用电穿孔技术成功地转染地中海拟无枝菌酸菌Ｕ－３２。     

筛选地中海拟无枝酸菌无痕基因敲除菌株的简便方法

将抗生素抗性基因作为标记筛选无痕基因敲除菌株比较费时,因而建立筛选无痕基因敲除菌株的简便方法。通过敲除茄红素生物合成途径中第一个反应的酶编码基因dxs(1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶基因),获得白色地中海拟无枝酸菌突变菌株,以此菌株为受体菌,对S-丙二酰转移酶基因(mtf)进行无痕敲除。针对菌落本身携带颜色的地中海拟无枝酸菌(橘红色),利用茄红素合成酶基因dxs无痕敲除获得了白色菌株,在此基础上进行mtf的无痕敲除。以茄红素生物合成途径中任意一个反应的酶编码基因作为标记,很容易筛选得到无痕基因敲除的突变菌株。     

地中海拟无枝菌酸菌专一的噬菌体ψMMR1的研究

从生产力复霉素ＳＶ的地中海拟无枝菌酸菌Ｕ１１９的工业发酵罐裂解液中,分离到一株新的噬菌体ψＭＭＲ。该噬菌体经多次单斑分离、纯化,得到的噬斑多数为清亮的（约占９０％）,其它噬斑为浑浊斑,但未能从中分离到溶源菌。在被测试的可能的宿主菌中,ψＭＭＲ１不能感染除地中海拟无枝菌酸菌以外的菌株,说明寄生范围很窄。对ψＭＭＲ１的增殖和储存条件,诸如ｐＨ值、温度、二价金属离子、有机溶剂等对ψＭＭＲ１的影响进行了较     

S-丙二酰转移酶基因失活对地中海拟无枝酸菌产利福霉素的影响

为提高利福霉素的产量,构建了S-丙二酰转移酶基因失活的地中海拟无枝酸菌。利用融合PCR构建S-丙二酰转移酶基因的同源重组载体,通过电击转化导入到地中海拟无枝酸菌中,使之发生同源重组,以安普霉素为标记,筛选了S-丙二酰转移酶基因失活菌株,并对比了突变菌株与原始菌株的利福霉素SV产量。成功构建了S-丙二酰转移酶基因的同源重组载体,获得了地中海拟无枝酸菌突变株A.mediterranei △fab D,失活菌株的利福霉素SV产量为168.08 mg/L,比原始菌提高了9.94%。S-丙二酰转移酶基因的失活,弱化了突变菌株脂肪酸的合成,强化了利福霉素的合成。     

将一株原红霉素链霉菌转入拟无枝菌酸菌属的分类学研究

对保藏的红霉素链霉菌AS4.894、AS4.198的化学分类研究表明,它们的胞壁类型为IV/A型,不属于胞壁为Ⅱ型的链霉菌属。菌株AS4.198与已由Labeda(1987)转入糖多孢菌属(Saccharopolyspora),定名为Saccharopolyspora erythreus的菌株相似;菌株AS4.894虽然胞壁型与糖多孢菌相似,但磷酸类脂为PⅡ型,应转入拟无枝菌酸菌属(Amycolatopsis Lechevalier,1986)。通过与红霉素糖多孢菌(Saccharopolyspora erythreus)和白色拟无枝菌酸菌(Amycolatopsis alba,A83850~T)进行比较,菌株AS4.894的生长Ph范围广泛,耐盐和耐50℃高温,DNA G+C mol％高,区别于拟无枝菌酸菌属中的任何已知种,而建议命名为新种——红霉素拟无枝菌酸菌(Amycolatopsis erythreus comb.nov.)。     

利福霉素生产菌产生钝化RifSV物质的分离及性质研究

利福霉素ＳＶ（简称ＲｉｆＳＶ）生产菌──地中海拟无枝菌酸菌在生物合成ＲｉｆＳＶ过程中,产生一种能钝化自身产物（ＲｉｆＳＶ）的物质．实验证实,该物质是由谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸及缬氨酸等１４种常见氨基酸组成的蛋白质．分子量（ＭＷ）约２．５×１０４Ｄ,等电点（ＰＩ）为５．７—６．１．在１００℃下加热１０ｍｉｎ,其活性丧失．作用于ＲｉｆＳＶ的最适ｐＨ值范围为７．４—８．６,最适温度为２９℃,初步证实该物质是一种酶（暂称利福霉素钝化酶）     

分枝杆菌枝菌酸合成及其调控

结核病是危害人类健康的重要传染病,每年200多万人死于结核病。耐(多)药菌株的出现、与HIV共感染以及人口老龄化等原因与全球结核病的卷土重来密切相关。枝菌酸是存在于结核分枝杆菌、其他分枝杆菌和许多放线菌的细胞壁中的关键组分,与结核分枝杆菌的致病、毒力和免疫逃避都有关系。枝菌酸在抗结核研究中有着极其重要的地位。结核分枝杆菌枝菌酸的生物合成途径一直是很重要的抗结核药物靶标,异烟肼、乙胺丁醇等抗结核药物都是以此为靶标。深入研究枝菌酸的合成、调控有助于发现更多的药物靶标,为开发结核病控制新措施提供基础。本文综述了结核分枝杆菌枝菌酸的结构与分类、生物合成途径及其调控、作为抗结核药物靶标的前景与应用,以期对枝菌酸有更深入的了解并为新型抗结核药物靶标的发现提供基础。     

一株重寄生枝孢菌的基因组测序及重寄生机制分析

【背景】枝孢菌SYC63是一株具有重寄生作用和抗菌活性的潜在生防菌株,目前尚无研究报道该菌株的全基因组序列,因此限制了其开发与利用。对该菌株进行基因组测序与分析,将进一步了解其重寄生的分子机制,为其在生物防治上的应用奠定研究基础。【目的】解析枝孢菌SYC63基因组序列信息,初步探究该菌的重寄生作用机制。【方法】利用二代高通量测序平台对枝孢菌SYC63进行全基因组测序,运用相关软件对其测序数据进行基因组组装、基因功能注释、预测次级代谢产物合成基因簇并分析重寄生相关的碳水化合物酶类基因等。【结果】基因组组装后共得到17个contigs,总长度为31 912 211 bp,GC含量为52.80%,预测到12 327个编码基因。其中,4 029、949和6 595个基因分别能在KEGG、COG和GO数据库中被注释到,同时还预测到25个次级代谢产物合成基因簇。对重寄生机制相关的碳水化合物酶类进行分析并与重寄生菌株(拟盘多毛孢菌、木霉及盾壳霉)比较,发现该菌具有较多的糖苷水解酶和糖脂酶基因,而且细胞壁降解酶类基因经锈菌孢子壁处理后在转录组测序中显著上调表达,初步分析了该菌与重寄生木霉在分子水平上的...     

地中海拟无枝菌酸菌U32中amrC／amkC基因的序列分析及在大肠杆 …

从力复霉素ＳＶ产生菌－－地中海拟无枝菌酸菌（Ａｍｙｃｏｌａｔｏｐｓｉｓ ｍｅｄｉｔｅｒｒａｎｅｉ）Ｕ３２的硝酸盐同化基因簇的上游克隆了一个２．６ｋｂ的ＥｃｏＲＩ－ＸｈｏＩ ＤＮＡ片段并测定其序列。序列分析表明,该ＤＮＡ片段编码两个完整的开放阅读框架（ＯＲＦ）,ＯＲＦ２的起始密码子ＧＴＧ与ＯＲＦ１的终止密码子ＴＧＡ在ＴＧ处重叠。ＯＲＦ１编码一个含２２４个氨基酸的多肽,它同放线菌中典型的应答调节蛋白包     

地中海拟无枝酸菌“硝酸盐效应”的研究进展

地中海拟无枝酸菌"硝酸盐效应"是指发酵基质中的硝酸盐在一定浓度下大幅度促进该菌合成利福霉素,并对初级代谢产生多种影响的现象。针对该效应,本实验室开展了多年的研究,阐明硝酸盐主要通过两个方面促进利福霉素的生物合成:一方面,硝酸盐增加利福霉素生物合成前体的供给(如UDP-葡萄糖、AHBA、丙二酰Co A以及甲基丙二酰Co A等),尤其是通过抑制体内脂肪酸的合成来保障利福霉素前体丙二酰Co A的供给;另一方面,硝酸盐提升利福霉素生物合成酶基因的表达。因此,在充足的利福霉素前体和合成酶系的协同效应下,菌体生成大量的利福霉素。进一步的工作将围绕"硝酸盐效应"的信号分子、信号转导途径以及相关基因的表达调控和翻译后修饰机制等方面展开。