生技霉素稳定型基因工程菌的构建*

运用同源重组技术将异戊酰基转移酶基因整合至螺旋霉素产生菌(Streptomyces spiramyceticus F21) 的染色体上,构建了稳定的生技霉素基因工程菌。在不加压的情况下传代,菌种携带选择性遗传标记情况、生长、发酵效价及发酵产物的TLC分析均表明此基因工程菌有较好的遗传稳定性,且发酵效价及产物的组分均得到改善。Southern杂交证明外源基因在螺旋霉素产生菌染色体上的整合情况。     

转座子Tn5096对刺孢吸水链霉菌北京变种RF220转座的诱变

用大肠杆菌/链霉菌穿梭质粒pCZA168(bla,tsr,Tn5096,ColEI rep,Strep repts)多次转化农抗120产生菌刺孢吸水链霉菌北京变种(S.Streptomyces hygrospinocus var. beijingensis)RF220的原生质体,均未得到转化子。来自吸水链霉菌应城变种(S.Streptomyces hygroscopicus var.)10-22突变株的链霉菌质粒pIJ702(tsr mel+)可以转化RF220,但转化频率只有数十个转化子/μgDNA。用来自RF220本身的pIJ702对消除pIJ702后的RF220的原生质体进行了再转化,转化率没有明显的提高。用氨苄青霉素和甘氨酸协同处理RF220的菌丝体,并经-70℃冷冻原生质体再转化,得到了4个pCZA168的转化子。质粒提取、酶切、抗性测定表明：4个转化子中pCZA168中大肠杆菌DNA部分均被切除,成为大小约50～60kb的小质粒,命名为pWZH102(tsr,Tn5096,strep repts)。用pWZH102上的转座子Tn5096对RF220进行转座实验,在168个转座个体中,有2株可能为抗生素生物合成阻断变株,另有产生抗生素水平各异的变株,说明Tn5096的转座可以引起表型的不同变化。     

麦迪霉素产生菌具有启动功能的DNA片段的克隆和分析

利用启动子探针质粒载体pIJ486从麦迪霉素产生菌总DNA中克隆得到了一段具有启动功能的DNA片段.通过限制性酶酶切分析,测定插入DNA片段大小为2.3kb.又利用载体pIJ486和pIJ487的新霉素抗性结构基因上游有多酶切点方向相反的性质,分析了插入片段在两个不同方向上的启动能力.结果表明,在两个方向上均有启动功能,但强弱相差六倍.其中在XbaI-HindIII方向上具有较强的启动能力,在变铅青链霉菌中新霉素抗性水平可达20mg/ml以上.进一步对插入片段的三个BamHI小片段进行分析的结果表明,较强启动子区域集中在BamHI-BamHI 0.79kb DNA片段上.     

糖多孢红霉菌多拷贝表达载体pZM的构建

对糖多孢红霉菌染色体上红霉素生物合成基因进行改造 ,已经合成了多种红霉素类似物。在糖多孢红霉菌中对红霉素类似物进行结构修饰 ,以pWOR1 0 9质粒为基础构建糖多孢红霉菌多拷贝表达载体pZM。pZM载体带有PermE启动子、fd终止子、多克隆位点、硫链丝菌肽和氨苄青霉素抗性基因、以及在大肠杆菌和糖多孢红霉菌中复制的ColE1ori和pJV1ori复制子 ,系可在大肠杆菌和糖多孢红霉菌中扩增的穿梭质粒。在糖多孢红霉菌中 ,pZM可以表达氨普霉素抗性基因和绿色荧光蛋白基因 ,从糖多孢红霉菌中提取的表达质粒酶切图谱与转化前一致 ,表明pZM是糖多孢红霉菌中多拷贝、稳定的表达载体。     

一种产生纤溶酶的链霉菌C-3662的鉴定及发酵研究

对一株从土壤中分离的纤溶酶产生菌链霉菌C-3662的形态、培养、生理生化和化学分类特征进行了研究,发现其与泛温链霉菌(Streptomyces eurythermus Corbaz et al. 1968)的特征很相符。通过对链霉菌C-3662的16S rDNA序列进行测定与比对,发现它与泛温链霉菌的16S rDNA序列也有高达98.19%的同源性。根据多相分类原则,认为链霉菌C-3662属于泛温链霉菌。对链霉菌C-3662的发酵培养基组成等的研究表明,合适的发酵培养基中应含有氮源黄豆饼粉2.0%、碳源淀粉1.0%和葡萄糖2.5%以及少量的无机盐类如硫酸镁。链霉菌C3662的发酵过程研究表明,纤溶酶是在菌丝体生长停止之后才大量产生。     

吸水链霉菌Streptomyces hygroscopicus 17997中噬菌体基因转移系统的建立及其应用

由吸水链霉菌Streptomyces hygroscopicus 17997产生的格尔德霉素geldanamycin(GA)属安莎类抗生素,具有良好的抗肿瘤和抗病毒活性。本文应用链霉菌温和噬菌体ΦC31衍生的KC515载体,在吸水链霉菌S．hygroscopicus 17997中建立并优化了S．hygroscopicus 17997的基因转染体系。利用所建立的基因转染体系,以基因阻断技术从S．hygroscopicus 17997基因文库含有多组PKS基因柯斯质粒中,鉴定了与GA PKS生物合成相关基因的柯斯质粒,该工作为GA生物合成基因簇的克隆奠定了基础。     

麦迪霉素3-O-酰基转移酶在螺旋霉素链霉菌F21中酰化特性

螺旋霉素(SP)与麦迪霉素(MD)均为16元环大环内酯类抗生素, 并且结构非常相似。螺旋霉素含有3个组分,其结构差异表现在16元内酯环C3上的一个取代基的差异, SP I组分为羟基、SP II组分羟基乙酰化、SP III组分羟基丙酰化; 麦迪霉素是以麦迪霉素A1为主要组分的多组分抗生素, 麦迪霉素16元内酯环C3上连接的均为丙酰化羟基。已知这类抗生素16元内酯环C3羟基酰化是由一种称为3-O-酰基转移酶的蛋白催化完成。本研究将螺旋霉素产生菌—Streptomyces spiramyceticus F21中的螺旋霉素3-O-酰基转移酶基因用Streptomyces mycarofaciens ATCC 21454中的麦迪霉素3-O-酰基转移酶基因原位替换后, 发现所产生的螺旋霉素仍然含有3个组分, 并且螺旋霉素III组分也不是主要组分, 说明麦迪霉素3-O-酰基转移酶在螺旋霉素产生菌—S. spiramyceticus F21中不具有16元内酯环C3羟基丙酰化特异性以及酰化高效性, 也提示其在麦迪霉素产生菌中的丙酰化特异性和高效性可能与该菌株(种)的特性有关。     

格尔德霉素基因工程高产菌株的构建和培养

在格尔德霉素产生菌吸水链霉菌17997(Streptomyces hygroscopicus 17997)中存在两种3-氨基-5-羟基苯甲酸(3-amino-5-hydroxybenzoic acid, AHBA)的生物合成基因簇, 根据同源性可分为苯醌类和萘醌类。已证明其中苯醌类的AHBA生物合成基因簇负责格尔德霉素(geldanamycin, Gdm)起始单位的合成, 而萘醌类的AHBA基因簇可能参与未知安莎化合物的生物合成。为提高吸水链霉菌17997菌种的Gdm发酵产量, 并研究高产菌种在固体培养基上孢子的生长周期。采用基因阻断技术, 将吸水链霉菌17997中的萘醌类AHBA生物合成基因簇(shnSOP)进行破坏, 以获得DSOP菌株, 从而减少对合成所需共同底物AHBA的争夺。HPLC分析结果表明DSOP菌株Gdm的发酵产量比原株提高185%。同时, 通过孢子计数发现该菌株在固体培养基上的孢子生长经历2个周期, 第2代孢子菌种的Gdm产量较高。     

螺旋霉素发酵的研究

抗菌素是微生物的次级代谢产物,就大多数抗菌素的深层发酵而言,一般可划分为两个阶段,即菌丝生长阶段和抗菌素合成阶段。这二个阶段对营养的需求是有区别的。本文主要报道螺旋霉素合成期对碳源、氮源、磷源的需要,以及通过补加营养物质来提高螺旋霉素产量的研究结果。