链霉菌Streptomyces antibioticus NRRL 8167中Naphthgeranine A生物合成基因簇的分析鉴定

【背景】微生物来源的天然产物是小分子药物或药物先导物的重要来源。对链霉菌Streptomyces antibioticus NRRL 8167的基因组分析显示,其包含多个次级代谢产物的生物合成基因簇,具有产生多种新化合物的潜力。【目的】对链霉菌S. antibioticus NRRL 8167中次级代谢产物进行研究,以期发现结构新颖或生物活性独特的化合物,并对相应产物的生物合成基因簇和生物合成途径进行解析。【方法】利用HPLC图谱结合特征性紫外吸收和LC-MS方法,排除S. antibioticus NRRL 8167产生的已知化合物,确定具有特殊紫外吸收的化合物作为挖掘对象,然后利用正、反相硅胶柱色谱、高效液相色谱等技术对次级代谢产物进行分离纯化,分离化合物。利用质谱及核磁共振光谱技术对化合物结构进行解析和鉴定;提取链霉菌S. antibioticus NRRL 8167基因组DNA,利用PacBio测序平台进行基因组测序;利用生物信息学对基因组进行注释,并对合成该化合物的基因簇进行定位分析,推导其生物合成途径。【结果】确定这个化合物是NaphthgeranineA,属于聚酮类化合物。全基因组序列分析发现S.antibioticusNRRL8167基因组含有28个次级代谢产物生物合成基因簇,其中基因簇20可能负责Naphthgeranine A的生物合成,并对其生物合成途径进行了推导。【结论】基于紫外吸收光谱和质谱特征,从S. antibioticus NRRL 8167菌株的发酵提取物中分离鉴定了一个聚酮类化合物Naphthgeranine A。该菌株的全基因组测序为其生物合成基因簇的鉴定提供了前提,对Naphthgeranine A生物合成基因簇和生物合成途径的推测为进一步研究这个化合物的生物合成机制奠定了基础。     

紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究进展

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的一种重要次生代谢产物 ,研究紫杉醇的生物合成对于通过基因工程手段提高紫杉醇的产量 ,解决目前资源紧缺造成的巨大供求矛盾具有重要意义 ,这就需要对紫杉醇生物合成途径中催化各步反应 (尤其是关键步骤 )的酶以及编码这些酶的基因有个全面的了解。对近年来紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究进行了综述 ,大部分酶及相关基因已被分离、克隆 ,但还有一些酶及相关基因没有发现 ,有待继续深入研究。     

抗生素AGPM生物合成途径的初步研究

采用前体添加实验法、静息细胞培养法以及酶抑制剂法对藤黄灰链霉菌中抗生素AG PM生物合成途径进行了初步探讨。研究表明能转化成聚酮合成所需活性前体的氨基酸如异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、谷氨酸等以及短链脂肪酸乙酸、丙酸、丁酸盐对抗生素AGPM合成均有明显促进作用 ;另外 ,在培养基中添加脂肪酸和聚酮生物合成途径的专一性抑制剂浅蓝菌素 (2 5μg mL)或脂肪酸合成抑制剂碘乙酰胺 (0 5mmol L)时 ,菌体生长不受影响 ,而抗生素AGPM合成受到强烈抑制 ,分别为对照的 35 3 %和 2 6 2 % ;     

纳豆芽孢杆菌发酵生产维生素K2的生物合成途径及其基因调控

阐述了用经过物理和化学诱变后,筛选得到的纳豆芽孢杆菌发酵生产维生素K2的方法,VK2的生物合成途径以及分子生物学机制,并简要介绍了VK2的临床应用。为进一步研究与开发VK2提供理论依据。     

红豆杉生物工程的研究进展

自从紫杉醇(taxol,又称paclitaxel,结构见图1)被批准作为植源性抗癌药应用以来,由于其天然资源的限制,使得近几年来对寻找及扩大紫杉醇药源途径的研究取得了极大的进展。这些途径大致包括:(1)筛选高产量红豆杉(Taxus)栽培品种,(2)化学合成,(3)生物技术,(4)微生物生产。在这些研究领域特别是生物技术研究领域中,由于目前对紫杉醇的生物合成及关键酶研究所取得的进展,已使人们相信通过基因工程手段作为最佳生产紫杉醇药源途径之一,在不久的将来将会变为现实。本文报道的就是有关紫杉醇在生物工程方面的研究进展概况。1　研究简史红豆杉体外培…     

硒蛋白的生物合成与调控

硒蛋白是硒以硒半胱氨酸(Sec)形式参入形成的蛋白质。Sec作为参入蛋白质的第21种氨基酸,由硒蛋白mRNA上的UGA编码。在原核生物中,Sec参入硒蛋白的相关因子及其参入机制已基本阐明,Sec在SELA、SELB、SELC、SELD及Sec插入序列(SECIS)等的共同作用下参入到蛋白质中。在真核生物中,Sec参入硒蛋白的可能途径是：Ser-tRNA‘^[Ser]Sec。通过磷酸丝氨酰-tRNA^[Ser]Sec。最终转变为Sec-tRNA^[Ser]Sec,并在延伸因子及相关蛋白质因子的作用下参入到硒蛋白中。硒蛋白的合成在翻译前水平、mRNA水平、供硒水平等都受到相应的调控。     

甘露赤藓糖醇脂的微生物生产

甘露糖亦藓糖醇脂（ＭＥＬ）是一种新型的非离子生物表面活性剂。近年来的研究发现,ＭＥＬ不仅具有比较确定的分子结构和优良的界面性能,更重要的是它还具有一些特异性能,如：抗菌性、高安全性和良好的生物降解性。在ＭＥＬ的脂肪酸生物合成及其生理机能方面的研究取得很大进展的同时,采用优于传统发酵法的休止细胞法以及随程提取和改进反应器设计等手段大幅度提高了ＭＥＬ的生产强度。ＭＥＬ极有可能成为新型生物表面活性剂中最     

RAPD技术在抗生素生物合成基因克隆表达中应用的研究

抗肿瘤抗生素c-1027具有极强抗肿瘤活性．其分子结构由一个酸性蛋白和脂溶性发色团构成,本文首次将RAPD技术(随机扩增的多态性DNA技术)运用于抗生素生物合成基因克隆表达研究。采用7种引物对5种C-1027无活性阻断变株总DNA进行扩增．其中引物GA2扩增C-1027原株及阻断变株后,琼脂糖凝腔电泳结果表明,F2DNA片段存在于原株而在变株AF67中缺失,采用载体质粒pU459将该DNA片段F2克隆至变铅青链霉菌．获得含重组质粒pIF2的菌株No155。No155菌株和无括性阻断变株AF67共培养后,发酵产物恢复了抗菌活性及抗瘤作用。SDS-PAGE及紫外光谱证实产物为C-1027。这表明F2DNA片段古有编码C-1027生物合成的基因。