不同生境放线菌的卤化酶基因分析及其对卤代产物筛选的意义

摘要：【目的】在基因水平上分析并比较陆地来源与海洋来源的放线菌产生卤化代谢产物的潜力。【方法】基于依赖黄素腺嘌呤二核苷酸的卤化酶基因筛选,从经过表型去重复的70株陆地来源和71株海洋来源的放线菌中,通过PCR筛选获得卤化酶基因片段,并进行测序鉴定;通过卤化酶氨基酸序列的系统发育分析,比较不同来源放线菌的卤化酶序列,以及海洋链霉菌和小单孢菌的卤化酶序列。另外,对卤化酶阳性菌株进行了聚酮合酶和非核糖体多肽合成酶基因的检测。【结果】本研究中36.6%的海洋放线菌具有卤化酶基因,其阳性率远高于本研究所涉及的陆地放     

卤代酶与生物卤化反应进展

卤化物在生物圈内广泛存在,许多天然卤化物广泛应用在药理学领域。根据催化机理,催化形成C-X键的卤代酶（halogenases）主要分为两大类型：卤代过氧化物酶（haloperoxidases）和黄素依赖型卤代酶（flavin—dependent halogenases）,另外还有非血红素Fe（Ⅱ）／α-酮戊二酸盐依赖型卤代酶（non—heme Fe^3／α-ketoglutarate（aKG）-dependentha logenases）、甲基卤代转移酶（methyl halide transferases）和氟化酶（fluorinases）等。本文综述了目前已知的卤代酶的发现、分子作用机制和生物催化潜力。近年来,卤代酶在生物卤化过程中的重要生物学功能已经引起了广泛关注。利用组合生物合成、定向进化等现代生物技术合成有价值的天然卤代衍生物将有广阔的应用前景。     

蜚蠊肠道放线菌的卤化酶基因检测及初步分析

[目的]对159株蜚蠊肠道内生放线菌的卤化酶等相关基因进行检测和初步分析。[方法]活化蜚蠊肠道内生放线菌,制备各菌株基因组DNA,根据依赖黄素腺嘌呤二核苷酸FADH2的卤化酶基因保守区设计简并引物,通过PCR扩增卤化酶基因片段,TA克隆后进行测序鉴定。在此基础上,对卤化酶阳性菌株进行聚酮合酶PKSⅠ和非核糖体多肽合成酶NRPS等2个次级代谢产物生物合成主要基因进行检测。[结果]159株蜚蠊肠道放线菌有84株含有卤化酶基因,占比52.83%;卤化酶基因阳性放线菌中71株含有PKSⅠ基因,70株含有NRPS,占比分别为84.52%、83.33%。[结论]蜚蠊肠道含有较丰富的卤化酶基因阳性放线菌,可作为未来分离卤化活性物质的微生物资源。     

柴油食烷菌B-5及其卤代烷烃脱卤酶DadA对卤代化合物的降解

【目的】柴油食烷菌(Alcanivorax dieselolei)B-5是重要的石油降解菌。为研究其对卤代化合物的降解范围和降解机制,【方法】以不同的卤代化合物作为唯一碳源,观察菌株B-5在其中的生长情况;通过多重序列比对、系统发育分析和三维结构同源建模,分析该菌株基因组内一个假定的卤代烷烃脱卤酶(Haloalkane dehalogenase,HLD)DadA;利用大肠杆菌异源表达、纯化DadA,并测定了其对46个卤代底物的酶活。【结果】菌株B-5能够利用C3-C18链长范围的多种卤代化合物为唯一碳源生长;在系统进化树中,DadA相对独立于其他HLD-II亚家族成员,但具有典型的HLD-II亚家族的催化五联体残基;DadA确实具有脱卤活性,但该酶特异性高,底物范围明显小于其他已鉴定的HLDs,仅对1,2,3-三溴丙烷、1,2-二溴-3-氯丙烷和2,3-二氯-1-丙烯有脱卤酶活。【结论】因为DadA对很多B-5菌株可以利用做碳源的卤代底物没有脱卤酶活,所以推测B-5菌中可能还有其他脱卤酶参与了卤代烷烃的降解。菌株B-5及其卤代烷烃脱卤酶DadA在卤代烷烃污染物的生物降解方面具有应用潜力。     

新疆哈密地区盐湖放线菌的多样性及其功能酶的筛选

[目的]本研究旨在了解新疆哈密地区盐湖放线菌多样性及产功能酶的特性.[方法]采用含有5%与10%NaC1的4种分离培养基,利用稀释平板涂布法对盐湖土壤样品进行分离;通过形态特征、耐盐性实验、抑菌实验及16S rRNA基因测序的基础上进行系统发育学分析;利用五种筛选培养基定性检测放线菌的产酶活性.[结果]从盐湖土壤样品中分离到63株放线菌,其中中等嗜盐放线菌47株;抑菌活性实验结果表明:23株放线菌对痢疾杆菌和/或其它病原菌有抑菌活性;功能酶筛选结果表明:3株放线菌产蛋白酶、46株产淀粉酶、14株产酯酶、34株产半乳糖苷酶、5株产纤维素酶.16S rRNA基因的系统发育学分析结果表明盐湖放线菌类群比较丰富.[结论]新疆哈密地区盐湖放线菌资源丰富,产酶特性良好,为开发利用极端环境微生物资源奠定了基础.     

海洋抑菌放线菌Y15的筛选、鉴定及其代谢产物理化性质

【目的】筛选产广谱、高效抑菌活性物质的海洋放线菌,为新型抗生素的开发奠定基础。【方法】采用琼脂块法初筛,打孔扩散法复筛,以金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌、枯草芽孢杆菌和单核细胞增生李斯特菌为指示菌从海泥样品中筛选目标菌株;利用20种指示菌株考查Y10、Y11、Y15、Y16和Y21的抑菌谱;通过形态观察和16S r RNA基因序列分析确定菌株分类地位;以单核细胞增生李斯特菌的OD600值为指标探讨Y15抑菌活性物质对该菌的作用方式;以抑菌活性为指标研究Y15抑菌活性物质的理化性质。【结果】共分离12株具抑菌活性的海洋放线菌,其中Y15抑菌谱最广,对20种指示菌株中的18种具有抑菌活性,并且在4种培养基中均能产生抑菌活性物质。16S r RNA基因序列分析表明Y15属于小单孢菌属,并与Micromonospora endolithica亲缘关系最近。Y15抑菌活性物质在144 h达到最高值为480 AU/m L,在168-216 h保持平衡为320 AU/m L。Y15抑菌活性物质对单核细胞李斯特菌作用方式为杀菌。Y15抑菌活性物质在-20-60°C抑菌活性保持稳定,在80-120°C活性逐渐下降,但在120°C处理30 min仍保留37.5%的活性;在p H 7.0-10.0抑菌活性稳定,在p H 2.0-6.0和p H 11.0-12.0抑菌活性均有所损失;Y15抑菌活性物质对紫外和4种酶(蛋白酶K、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶和α-淀粉酶)处理均保持稳定,表明活性物质为非蛋白和非多肽类的抑菌物质。【结论】Y15产生的活性物质具有良好的抑菌谱和抑菌活性,且较为稳定,具有较高的应用价值。     

广西北部湾放线菌的分离筛选及活性产物的鉴定

为从广西北部湾的泥样和植物中分离海洋放线菌,筛选具有抑菌活性的菌株,分离活性化合物。研究采用普通稀释法分离菌株,对发酵产物进行抑菌活性测试,利用活性追踪分离活性化合物,并通过波谱方法确定化合物结构。结果表明从6个海泥样品和3个植物样品中共分离73株放线菌,筛选得到具有抑香蕉枯萎病和金黄色葡萄球菌活性的菌株7株,并从其中的1株链霉菌 Streptomyces sp.MDCW-126的次级代谢产物中分离鉴定了星形孢菌素。从广西北部湾分离的药用活性菌株资源具有开发和深入研究价值。     

基于宏基因组学的卤醇脱卤酶筛选

环境中的多数有机卤化物具有高毒性和低可降解性,卤醇脱卤酶可以催化邻卤醇进行分子内亲和取代生成相应的环氧化物,在消除有机卤化物的污染方面具有十分重要的作用.此外,在催化环氧化物和邻卤醇之间的转化反应中卤醇脱卤酶具有很高的立体选择性,因而在手性药物合成方面也有广阔的应用前景.宏基因组是生境中全部微小生物遗传物质的总和,极大地扩展了微生物资源的利用空间.本文介绍了卤醇脱卤酶的特性及利用宏基因组方法筛选新的卤醇脱卤酶的两种方法及各自的优缺点.     

稀有海洋放线菌Salinispora arenicola非核糖体肽合成酶和卤代酶生物合成基因簇核心区的克隆及序列分析

克隆稀有海洋放线菌Salinispora arenicola的非核糖体肽合成酶(NRPS)和卤代酶生物合成基因簇核心区基因片段。根据已发表的放线菌NRPS和卤代酶生物合成基因簇核心区的核苷酸序列保守区设计两对简并性引物,采用PCR的方法扩增NRPS和卤代酶生物合成基因簇核心区基因片段,使用分子生物学软件进行序列分析。获得两段大小分别为662bp和557bp的基因片段,编码220个和185个氨基酸。这两段序列与海洋放线菌Salinispora arenicola CNS-205的NRPS和卤代酶生物合成基因簇核心区基因核苷酸序列的同源性分别为99%和98%。成功地获得了稀有海洋放线菌Salinispora arenicola的NRPS和卤代酶生物合成基因簇核心区基因片段,该基因片段的获取将为分离全长基因簇以及研究该基因簇在生物合成中的功能奠定基础。     

放线菌及其代谢产物研究进展——基于CiteSpace可视化分析

【目的】探究放线菌及其代谢产物的研究现状和发展趋势。【方法】本文利用CiteSpace软件对Web of Science数据库中收录的2001-2021年间与放线菌及其代谢产物研究相关文献进行了可视化分析。【结果】中国在放线菌代谢产物研究领域发文量位居全球第一,发文量最大的研究机构为中国科学院。【结论】该研究领域趋向多学科融合化,主要涉及药理与药剂学、化学等多个学科,目前该研究领域所涉及的学科主要集中于生物化学与分子生物学。而在研究内容方面,研究者多侧重于放线菌代谢产物的生物合成,此外,放线菌种质资源挖掘也成为目前研究者关注的热点内容。     

一株降解纤维素的放线菌的筛选及其产酶条件的研究

从食草动物的粪便中经筛选分离到1株能降解纤维素的放线菌,经初步鉴定为Streptomycesspp.。对其在以秸秆为惟一碳源的培养基上的产酶条件进行研究,结果表明,最适摇瓶发酵产酶条件为以硫酸铵为氮源,采用种龄72 h的菌液接种,在接种量10%、培养基装量1/10、培养温度30℃时,发酵60 h CMCase活力可达4.5 u/mL。     

细菌卤代烷烃脱卤酶基因在拟南芥菜中的高效表达

报道了细菌Xanthobacter autotrophicus编码卤代烷烃脱卤酶基因在拟南芥菜中的高效表达。以土壤农杆菌介导将该基因整合到拟南芥菜基因组中,经数代筛选得到了转基因纯合种子,Northern印迹和气相色谱检测表明,转基因的表达程度很高,酶量占细胞总可溶性蛋白的8%,酶活力达7.8mU·ml^-1提取物。转基因植株在含二氯乙烷的培养基上不能生长。     

卤代烷烃脱卤酶基因在拟南芥中反式失活系统的建立

以细菌Xanthobacter autotrophicus卤代烷烃脱卤酶基因为遗传负选择标记,建立了该基因在拟南芥中反式失活的实验系统,在卤代[烷烃脱卤酶转基因的拟南芥中,有1株表现为转基因失活,离体核run-off转录实验表明为基因转录后沉默（这里特指沉默位点）,用这一转基因沉墨植株与同源转基因高效表达植株（这里特指同源转基因位点）杂交,结果96％的F1代植表现为同源基因反式失活,将F1代植株自交,使部分沉默位点与反式失活的同源转基因位点分离,结果200株子代中有42株表现DhlA活性,158株无DhlA活性,即 dhlA沉默植株与表达植株之比为3．76：1,表明沉默位点是以孟德尔显性因子方式使同源转基因位点反式失活的。     

大环内酯类化合物产生菌的基因筛选及其代谢产物研究

应用Ⅰ型聚酮合酶(PKS-I)基因筛选体系从32株海洋放线菌中寻找大环内酯类化合物的潜在产生菌,通过DNA序列相似性比对从5株阳性菌株中筛选获得了游动放线菌Actinoplanes sp.FIM060065。采用HPLC制备色谱从该菌株发酵液中分离纯化得到一个大环内酯类化合物FW060065,紫外、质谱以及核磁共振波谱分析表明它与台勾霉素B同质,药敏实验表明其对艰难梭菌、消化链球菌、双歧杆菌等革兰氏阳性厌氧菌显示出较强的抗菌能力。本研究通过基因筛选获得了台勾霉素的产生菌及其相应的代谢产物,为Ⅰ型聚酮合酶基因与大环内酯类化合物之间的联系提供了证据。     

放线菌的单酶切AFLP基因分型研究

使用MseI限制性内切酶对放线菌链霉菌属中的12株菌基因组DNA进行酶切,与接头连接后,引物使用一个选择性碱基对模板进行PCR扩增,PCR产物在琼脂糖凝胶上进行电泳检测。结果表明,对于MseI内切酶产生的模板,选择性碱基采用A、T、C和G都能够获得清晰丰富的条带。MseI内切酶产生的图谱上有72个位点,多态性位点71个,达98．6％。因此,使用MseI内切酶适合构建放线菌的单酶切AFLP指纹图谱。     

家蝇几丁质酶基因MDcht2的原核表达及其表达产物的酶学性质分析

几丁质酶是昆虫几丁质降解过程中的重要酶类.本研究旨在利用大肠杆菌(Escherichia coli)原核表达系统获得高纯度的MDCht2重组蛋白,并从几丁质酶活性及抗菌活性两方面来初步探讨MDCht2的生物学功能.MDCht2的cDNA序列设计包含酶切位点EcoRⅠ、Hind Ⅲ和6xHis标签的引物,以家蝇3龄幼虫的...     

一种几丁质酶基因的克隆表达及酶解产物分析

【目的】克隆耐冷菌假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.DL-6)的几丁质酶基因并进行原核表达,纯化重组蛋白并研究其酶解产物。【方法】采用PCR扩增法从Pseudoalteromonas sp.DL-6中克隆几丁质酶基因(chi A),连接到表达载体p ET28a,导入Escherichia coli BL21(DE3)进行诱导表达。SDS-PAGE检测几丁质酶Chi A的分子量与纯度,4-甲基伞形酮荧光底物4MU-(Glc NAc)2测定酶活,电喷雾质谱(ESI-MS)检测酶解产物。【结果】chi A基因(Gen Bank登录号KF234015)在大肠杆菌中高效表达,Ni-NTA亲和层析柱纯化几丁质酶Chi A的总活力可达168.68 U。ESI-MS检测结果表明重组蛋白酶解1%胶体几丁质的产物为几丁寡糖。【结论】利用内切几丁质酶Chi A水解几丁质生产几丁寡糖,为其在食品、医药和农业等领域的潜在应用提供有利参考。     

不同生境具有抗肿瘤活性的海洋真菌筛选

目的:为了测定海口沿海海域不同生境的海洋真菌抗肿瘤状况。方法:我们从海口西海岸沿线、南渡江入海口处以及演丰红树林三个不同生境分离到162株海洋真菌,通过MTT比色法测定海洋真菌代谢产物对黑色素瘤B16的抑制活性。结果:其中75.93%的海洋真菌代谢产物对B16细胞增殖有不同的抑制作用,来自西海岸沿线生境的真菌有77.36%具有抑制B16生长作用,来自入海口生境的真菌为77.27%,来自红树林的真菌为70.58%,并且不同生境的真菌代谢物的细胞毒性强弱也有明显的区别。结论:不同生境的真菌具有不同的抗肿瘤作用,筛选具有某种活性海洋真菌菌株时,可以选择容易产某种活性成分的目的生境。     

新疆泥火山产酶嗜盐放线菌的筛选及多样性

[目的]了解新疆乌苏泥火山嗜盐放线菌及其产酶功能多样性.[方法]分别采用含有5%与10%NaCl的5种分离培养基,稀释平板涂布法对泥火山土壤样品进行分离;利用五种筛选培养基定性检测酶活性;在形态特征、耐盐性实验及16S rDNA基因测序的基础上进行系统发育学分析.[结果]获得嗜盐放线菌43株,极端嗜盐放线菌3株.4株嗜盐放线菌产脂肪酶,30株产半乳糖苷酶,27株产淀粉酶,6株产酯酶,4株产纤维素酶,1株同时产4种酶.系统发育学分析结果表明其中24株为拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis),1株为链霉菌属(Streptomyces).产两种酶的菌株10006与Nocardiopsis exhalans(AY03600)相似性为96.64%(小于97%),可能是潜在的新种.[结论]本研究表明新疆乌苏泥火山中存在大量的产半乳糖苷酶及淀粉酶的嗜盐放线菌,所分离到的拟诺卡氏菌属产酶多样性比较高,并且潜藏着新的微生物资源.