格尔德霉素生物合成的调控基因

从吸水链霉菌17997中克隆了格尔德霉素(Geldanamycin, Gdm)生物合成酶基因簇, 通过生物信息学分析发现两个LAL(Large ATP-binding regulators of the LuxR family)家族的调控基因gdmRI和gdmRII, 基因阻断和基因回复实验证实这两个基因产物都正调控Gdm的生物合成。     

格尔德霉素生物合成的调控基因

从吸水链霉菌17997中克隆了格尔德霉素(Geldanamycin, Gdm)生物合成酶基因簇, 通过生物信息学分析发现两个LAL(Large ATP-binding regulators of the LuxR family)家族的调控基因gdmRI和gdmRII, 基因阻断和基因回复实验证实这两个基因产物都正调控Gdm的生物合成。     

链霉菌Streptomyces tenebrarius H6中与抗生素有关的糖生物合成基因的克隆

链霉菌S.tenebrarius H6产生多种氨基糖甙类抗生素,主要有阿普霉素、妥普霉素及卡那霉素B,其中阿普霉素因含有8碳糖的一种特殊结构令人注目,它的抗菌谱广,特别是对革兰氏阴性菌有较强的抗菌活性,不容易产生耐药性,对已有的耐药菌产生的氨基糖苷转移酶等失活酶仍有抵抗力.主要用于牛、猪、鸡等的大肠杆菌、沙门氏菌和支原体所引起的白痢、腹泻和肺炎等疾病.迄今有关八碳糖生物合成基因簇的研究在国内外尚无报道,在该菌株开展有关糖合成代谢基因的研究有着一定的意义.     

利用CRISPR-Cas9系统构建新型异戊酰螺旋霉素Ⅰ产生菌

异戊酰螺旋霉素(Isovalerylspiramycin,ISP)Ⅰ是必特螺旋霉素(Bitespiramycin,BT)的一种主组分,其抗菌活性与BT相似,而且作为单一组分在质控和剂型上更具优势,目前正在进行临床前研究。原有的 ISPⅠ工程菌株经过3次基因改造,已经具有2种抗性基因,很难再进行遗传操作。前期研究利用经典同源重组的方法无法构建无抗性的ISPⅠ产生菌,文中利用CRISPR-Cas9基因编辑系统在螺旋霉素(Spiramycin,SP)产生菌中成功将3位酰基化酶的基因bsm4替换为组成型强启动子ermEp~*控制下的异戊酰基转移酶基因(Isovaleryltansferase gene,ist)。删除bsm4后突变株只能产生SPⅠ组分,外源基因ist的表达产物催化SPⅠ在其4″位进行异戊酰化修饰形成ISPⅠ。经过HPLC和质谱鉴定,阳性菌株ΔEI的发酵产物中只有ISPⅠ一种ISP组分,证实新的ISPⅠ工程菌株构建成功。ΔEI菌株不带有抗性基因,可重复利用CRISPR-Cas9系统进行基因操作来获得新的改良菌株。     

沉默MR-1对血管紧张素Ⅱ诱导小鼠心肌肥厚基因表达谱的影响

肌纤基因调节因子(myofibrillogenesis regulator1,MR1)是首次从人体骨骼肌cDNA文库中分离得到的基因.以前的研究证明MR1能够介导血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导的体内外心肌肥厚效应,但相关分子机制有待进一步阐明.利用腺病毒载体在小鼠中沉默MR1表达,利用基因芯片对比检查了小鼠心肌基因表达谱的变化.结果发现,在AngⅡ诱导心肌肥厚的小鼠,沉默MR1前后出现明显的信号通路方面的变化和基因表达差异,其中沉默MR1后表达降低90%以上的基因有39个,而表达升高10倍以上的基因有5个.在这些基因中,对与心肌肥厚密切相关的基因进行了定量RT-PCR检测,以进一步验证基因芯片的结果,发现沉默MR1后HSP72和硫氧还蛋白1(Trx1)均表达升高,而钙调神经磷酸酶β(CnAβ)和β肌球蛋白(β-myosin)的基因表达则受抑制.这些信号通路和基因均与AngⅡ诱导的心肌肥厚有一定的关系,为揭示MR1在AngⅡ所致心肌肥厚中的作用和分子机制提供了新的证据.     

快速鉴定格尔德霉素产生菌——吸水链霉菌17997中的洋橄榄叶素

对格尔德霉素产生菌吸水链霉菌17997的发酵液乙酸乙酯提取物进行了硅胶板TLC 初步分离和NaOH溶液喷涂显色,对显红色、具有抗革兰阳性菌活性的条带进行了HPLC分析,提示抗革兰阳性菌活性化合物可能为大环二内酯类抗生素洋橄榄叶素;以dTDP-葡萄糖-4,6-脱水酶 (Tgd) 基因保守区设计PCR引物,扩增了吸水链霉菌17997基因组DNA中的tgd并进行了序列分析,表明吸水链霉菌17997含有洋橄榄叶素生物合成基因簇中的tgd基因;对NaOH溶液喷涂显红色的化合物进行LC-(+)-ESI-MS分析,证实     

硫霉素生物合成酶基因克隆的研究

利用NTG诱变从硫霉素产生菌中获得了生物合成阻断变株Y₃。通过对Y3变株原生质体形成、再生条件及DNA转化的研究,初步建立了以变株为受体的克隆系统,以pIJ680为载体,从硫霉素产生菌S．Cattleya中鸟枪克隆,获得了能使Y₃变株恢复产生硫霉素的酶基因。根据对Y₃积累的中间产物的分析,认为该酶基因可能与硫霉素生物合成过程中肽的环化作用有关。重组质粒分子大小为9．8kb左右,插入片段大小为4．5kb,分子杂交试验证明插入片段来源于硫霉素产生菌S．Cattleya。     

埃莎霉素Ⅰ组分高含量、高产量基因工程菌WSJ-IA及其原株的鉴定

【目的】利用调节基因acyB2激活异戊酰基转移酶(ist)基因表达的特点,将ist与调节基因acyB2在异戊酰螺旋霉素(埃莎霉素)Ⅰ产生菌菌株中共表达,获得埃莎霉素Ⅰ单组分的高含量及高产量菌株WSJ-IA。对其及原始螺旋霉素产生菌菌株Streptomyces spiramyceticus F21进行了初步鉴定。【方法】从形态学、培养和生理生化特征、细胞壁化学组成、16S rRNA基因序列、5个看家基因(atpD、gyrB、rpoB、recA和trpB)蛋白分析和系统发育树构建等方面对该菌株及其原株进行了鉴定。【结果】两株菌在形态培养特征、生理生化特征、细胞壁化学组成、16S rRNA基因序列和5个看家基因蛋白水平基本一致,在系统发育树分析中同处在一个分支中。而在16S rRNA基因序列和5个看家基因蛋白水平在系统发育上它们均与已知相近菌株处于不同的分支上,并且与不同基因的相近菌株各有不同,其中无一报道产生螺旋霉素。【结论】Streptomyces spira-myceticus F21可能是一个产生螺旋霉素的链霉菌新种,16S rRNA基因序列和5个看家基因蛋白序列分析可以作为埃莎霉素Ⅰ基因工程菌生产过程中进行鉴别的分子标志。     

埃莎霉素I组分高含量、高产量基因工程菌WSJ-IA及其原株的鉴定

【目的】利用调节基因acyB2激活异戊酰基转移酶(ist)基因表达的特点, 将ist与调节基因acyB2在异戊酰螺旋霉素(埃莎霉素)Ⅰ产生菌菌株中共表达, 获得埃莎霉素Ⅰ单组分的高含量及高产量菌株WSJ-IA。本研究对其及原始螺旋霉素产生菌菌株Streptomyces spiramyceticus F21进行了初步鉴定。【方法】从形态学、培养和生理生化特征、细胞壁化学组成、16S rRNA基因序列、5个看家基因(atpD、gyrB、rpoB、recA和trpB)蛋白分析和系统发育树构建等方面对该菌株及其原株进行了鉴定。【结果】两株菌在形态培养特征、生理生化特征、细胞壁化学组成、16S rRNA基因序列和5个看家基因蛋白水平基本一致, 在系统发育树分析中同处在一个分支中。而在16S rRNA基因序列和5个看家基因蛋白水平在系统发育上它们均与已知相近菌株处于不同的分支上, 并且与不同基因的相近菌株各有不同, 其中无一报道产生螺旋霉素。【结论】Streptomyces spiramyceticus F21可能是一个产生螺旋霉素的链霉菌新种, 16S rRNA基因序列和5个看家基因蛋白序列分析可以作为埃莎霉素I基因工程菌生产过程中进行鉴别的分子标志。