链霉菌次级代谢调控机制进展

链霉菌除具有复杂的形态分化特征外 ,还可以产生多种具有重要应用价值的次级代谢产物 ,这两个过程密切相关。因此 ,链霉菌存在着原核生物中罕见的庞大而复杂的调控网络。链霉菌在遗传水平有三个层次的调控 ,分别是 :途径特异性调控、多效调控和全局调控。阐明这些调控网络将为利用代谢工程手段提高次级代谢产物的产量并对其进行结构改造奠定理论基础 ,还将有助于发现新的有价值的天然产物。     

链霉菌次级代谢调控相关的双组分系统研究进展

链霉菌具有强大的次级代谢能力, 能够产生众多具有生物活性的次级代谢产物, 如目前广泛应用的抗生素、抗肿瘤药物以及免疫抑制剂等。在链霉菌中, 次级代谢产物的生物合成受到包括途径特异性、多效性以及全局性调控基因在内的多层次严格调控。关键调控基因的缺失或过表达可以显著影响次级代谢产物的生物合成, 提示对于链霉菌次级代谢重要调控基因的功能及其作用机制的研究具有巨大的潜在应用价值。其中, 作为细菌信号传导系统的双组分系统(Two-component system, TCS)一直是大家研究的关注点。越来越多的研究表明TCS在链霉菌次级代谢过程中发挥着全局性的调控功能。本文重点介绍链霉菌模式菌株——天蓝色链霉菌中TCS(包括典型TCS)、孤立的组氨酸蛋白激酶(HK)以及应答调控蛋白(RR)参与次级代谢调控的研究进展。这些TCS的功能鉴定及机制解析为工业链霉菌的定向遗传改造以提高重要次级代谢产物的含量提供了理论依据。     

海洋链霉菌次级代谢产物研究进展

链霉菌作为最高等的放线菌,广泛分布于多种生态环境中,具有复杂而独特的形态分化周期和强大的次级代谢能力。链霉菌的次级代谢产物具有抗感染、抗肿瘤、抗炎抗氧化、免疫调节等生物活性,是天然活性产物的主要来源之一。近年来随着对海洋资源的开发,许多新型的海洋链霉菌及其丰富的次级代谢产物被发现。从海洋链霉菌的生物活性物质、育种和发酵培养3个方面综述了海洋链霉菌次级代谢产物的研究进展,以期为缩短海洋链霉菌的发酵周期,提高次级代谢产物产量活性以及开发新型的海洋药物等提供参考和借鉴。     

链霉菌形态分化与次级代谢产物合成的研究进展

链霉菌是一类具有复杂的形态分化周期和强大的次级代谢能力的高GC含量的放线菌,能够利用其初级代谢产生的前体化合物和能量,合成多种结构复杂、功能多样的具有生物活性的次级代谢产物,在农业、食品、畜牧业、工业以及医药研究等领域都具有重要的价值。在链霉菌的形态分化后期常常伴随着次级代谢产物的生物合成,并且两者都受到复杂的网络调控;同时链霉菌的形态对次级代谢产物的产量和种类造成很大影响。对链霉菌生长周期的全面理解将加深对链霉菌形态分化与次级代谢产物合成关系的认识。本文将对链霉菌的形态分化过程、形态分化和抗生素合成两者共同的调控因子以及链霉菌形态与抗生素产量之间的关系进行综述,这将有助于理解抗生素的合成过程,也将会在缩短发酵周期、构建高产工程菌株、新型杀菌剂的研发以及新型抗生素的合成等方面给予我们启发。     

链霉菌次级代谢产物高产菌株的构建策略

随着基因测序技术的发展,人类获得了大量有关链霉菌次级代谢产物合成基因簇的信息,通过合理的构建策略可以激活其中的隐性基因簇或提高基因簇的表达水平,从而获得新的链霉菌次级代谢产物,或显著提高已知次级代谢产物的发酵水平。从基因表达调控、转座子突变、合成生物学方法、组学方法等四个方面,综述了提高链霉菌次级代谢产物产量的构建策略及其研究进展。     

链霉菌的全局调控蛋白DasR

链霉菌能够产生多种次级代谢产物,在临床、农牧业、生物技术等领域具有重要应用价值;对链霉菌的调控网络进行深入研究有助于提高次级代谢产物产量并发现新的次级代谢产物.链霉菌中次级代谢产物生物合成按调控通路分为全局调控与途径特异性调控,其中全局调控蛋白可靶向多种通路特异调控基因和生物合成基因,在链霉菌的生命活动中发挥着更为普遍...     

链霉菌KIB-H1556次级代谢产物抗植物真菌活性研究

对曼陀罗(Datura stramonium L.)根际链霉菌Streptomyces sp.KIB-H1556的次级代谢产物进行研究,利用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱和半制备HPLC等分离手段对其发酵产物进行分离纯化,采用MS和NMR等波谱学手段并结合文献数据鉴定了3个单体化合物的结构,分别为:Bafilomycin D(1)、Bafilomycin B1(2)和Bafilomycin B2(3)。初步抗植物病原真菌活性筛选发现化合物2和3具有广谱抗真菌活性,尤其对玉米病原真菌的抑制活性显著,可作为玉米病原真菌病害的潜在生物防治剂。     

非定向激活沉默基因簇挖掘链霉菌活性次级代谢产物研究进展

链霉菌(Streptomyces spp.)是活性次级代谢产物的主要生产菌,在发现结构新颖化合物上具有重大潜力。随着对链霉菌基因组数据的深入分析,发现大量产次级代谢产物合成基因簇处于沉默状态,因此利用非定向和定向策略激活链霉菌中沉默基因簇、挖掘结构新颖化合物成为当前的主要手段。本文主要综述了培养基组成改变或培养条件优化、共培养、添加化学激发子及全局性调控等非定向策略在挖掘链霉菌次级代谢产物中的应用以及取得的进展,以期为链霉菌次级代谢产物高效开发提供参考。     

土壤来源链霉菌KIB-H91次级代谢产物的分离鉴定北大核心CSCD

利用硅胶柱层析和制备型高效液相色谱等方法从来自土壤的一株链霉菌Streptomyces sp.KIB-H91的发酵液中分离得到4种醌类化合物,通过分析其理化性质和波谱数据,分别鉴定为endocrocin(1)、laccaic acid D(2)、sarubicin A(3)和sarubicin B(4),其中,sarubicin B(4)的13C和HMBC核磁数据为本文首次报道。抗菌敏感性试验发现化合物3对大肠杆菌ATCC 8099的最小抑制浓度(MIC)为25μg/m L,化合物4对枯草芽孢杆菌ATCC 6633的最小抑制浓度为12.5μg/m L。     

拟核结合蛋白调控链霉菌形态分化和次级代谢的作用和机制

链霉菌具有独特而复杂的形态分化周期,涉及到染色体复制、浓缩和分离等多个步骤,并伴随着菌丝的分隔和片段化。拟核结合蛋白作为染色体高级结构的重要组成成分,在调控链霉菌的形态分化中发挥了重要作用,调控许多与DNA相关的过程,包括基因表达、DNA保护、重组/修复和拟核的形成与维持等。此外,拟核结合蛋白作为细菌重要的全局性调控因子,也广泛参与了链霉菌次级代谢的调控。本文总结了链霉菌拟核结合蛋白的结构和功能,特别是调控形态分化和次级代谢的最新研究成果。     

Cyclic AMP regulation of tylosin biosynthesis and secondary metabolism in Streptomyces fradiae

Adenosine 3':5' cyclic monophosphate seems to regulate antibiotic biosynthesis and secondary metabolism in tylosin-producing cultures of Streptomyces fradiae C373.1. A dose-dependent response is observed by exogenous additions of dibutyryl cyclic AMP (cAMP), and is related to the nutritional status of the culture. Addition of cAMP to cultures growing in nutritionally lean media caused higher cumulative antibiotic tigers and some cellular differentiation compared with the control. In nutritionally rich media, a qualitatively different behavior resulted: an almost instantaneous shift toward secondary metabolism occurred. The response is characterized by extensive cellular differentiation with little growth and only a trace of antibiotic production. The possible role of cyclic AMP n the regulation of tylosin biosynthesis and secondary metabolism and its relation to specific nutrient limitations in synthetic, defined media in Streptomyces fradiae is discussed. (c) 1994 John Wiley & Sons, Inc.     

The effects of cultural conditions on growth and secondary metabolism in Streptomyces thermoviolaceus

Abstract Granaticin, an isochromate quinone antibiotic is synthesized as a secondary metabolite by Streptomyces thermoviolaceus . Antibiotic productivity was investigated under a variety of cultural conditions, including complex and defined media, mesophilic and thermophilic temperatures and a variety of sole carbon sources. In a defined medium growth was supported, to varying extents, by different carbon sources and in most cases granaticin production was observed. Highest biomass and granaticin yields were obtained when cultures were grown in the presence of xylan, fructose, glutamate or proline as carbon source. Changes in pH during growth affected both the timing and extent of granaticin production.     

链霉菌细胞色素P450研究进展

链霉菌中存在大量的细胞色素P450,它们在链霉菌次生代谢产物的生物合成和外来化学物质代谢过程中发挥了重要作用.本文综述了链霉菌中发现的细胞色素P450及其功能的研究进展,分析了存在的问题和研究应用前景.