麦迪霉素4〃酰化酶基因的克隆及在螺旋霉产生菌中的表达

从含麦迪霉素生物合成基因⑴的初级克隆pCN6C5中,发现并分离了麦迪霉素4〃酰化酶基因,与质粒载体plJ680相连,获得重组质粒p66B,在螺旋霉素产生菌中得到表达,其主要产物为4〃异戍酰螺旋霉素。以p66B DNA BamHI—BamHI2．3kb插入片段为探针,从麦迪霉素产生菌基因文库中获得了另一阳性克隆pcNlOF5,southern分子杂交确定pcNlOF5BamHI—Bamm 8．Okb为同源片段。以pwHM3及pJJ680为载体,获得重组质粒pwF5及p6F5,分子大小分别为15．2kb及13．3kb。通过DNA转化,并经分子杂交实验证明,获得含重组质粒的螺旋霉素产生菌克隆菌株。其主要产物经分离、纯化后,分析其理化性质和光谱数据,鉴定为丙酰螺旋霉素Ⅲ和Ⅱ。研究还表明,麦迪霉素基因文库中只有pcNl0F5DNA与碳霉素产生菌的4〃异戊酰化酶基因同源,提示pcN6c5克隆携带的麦迪霉素4〃酰化酶基因与pcNlOF5的4〃丙酰化酶基因及碳霉素4〃异戊酰化酶基因有一定的区别。     

麦迪霉素聚酮缩合酶基因的亚克隆及表达

利用与麦迪霉素生物合成有类似途径的放线紫红素聚酮缩台酶基因ActⅠ作为探针,将来源于麦迪霉素产生菌基因文库的与ActⅠ有同源性的阳性初级克隆pcN8812进一步缩小,亚克隆获得了2．4kb的麦迪霉素聚酮缩台酶基因,将其插入pwHM3载体中构建了重组质粒pcG2 DNA。pcG2 DNA在放线紫红素聚酮缩合酶基因缺陷型变株天蓝色链霉菌TKl7及螺旋霉素产生菌S．Ambofaciens中均获得表达。前者所得产物不同于麦迪霉素和放线紫红素,可能为新的杂合抗生素,后者能使螺旋霉素产量得到提高。另外pcG2 DNA在道诺红霉素产生菌调节变株S.peucetiusH6101中的表达产物经TLC及HPLC分析表明为紫红霉酮。pcG2 DNA在Tetracenomycin C产生菌S．Glaucescens中亦有一定的功能表达,而在红霉素产生菌红霉内酯阻断变株Saccharapolyspara erythraea WMH 15,26l中未观察到活性表达。推测pCG2 DNA具有一定调节或在某些聚酮类抗生素产生菌变株中超互补的功能。     

麦迪霉素产生菌生米卡链霉菌1748变株68的特性研究

A stable mutant No. 68 was obtained by treatment of S. mycarofaciens 1748 spores at high temperature. The electromicroscopic examination has shown that the mutant No. 68 and parent strain 1748 both have the spore chains of the spiratype. The spores of both strain are cylindrical in shape. The only difference is that the spores of the mutant No. 68 are of smooth surface, but the 1748 are of thorny. The physiological characteristics of both strains are also very similar with slight differences in utilization of few carbon sources and in cultural characters in few medium. Feeding experiment has shown that the mutant No. 68 was blocked in the formation of the macrolide lactone in the midecamycin biosynthetic pathway. This suggested that the mutant No. 68 might be a polyketide synthase genes deficient mutant. The ability of the mutant No. 68 to convert spiramycin into 4"-propionylspiramycin indicated that the mutant No. 68 contained the midecamycin 4"-propionyltransferase and could be used for microbial bioconversion of spiramycin into 4"-propionylspiramycin.     

麦迪霉素生物合成基因克隆研究

利用穿梭粘粒载体pNJ1组建了麦迪霉素产生菌Streptomyces mycarolaciens 1748的基因文库,用与麦迪霉素生物台成有类似途径的放线紫红素聚酮合成酶基因Act I,Act Ⅱ为探针,从麦迪霉素产生菌的基因文库中,获得了与ActI,Act Ⅱ基因有同源性的阳性克隆,对其中PCNSBl2、6C5及11E11克隆DNA进行了酶切分析,其分子量分别为36kb,48．5kb及41．6kb。PCN6C5 DNA中包含有PCN 8B32的全部DNA片段,PCN ⅡEⅡ与PCN 8B12及PCN 6C5有6．75kb的重叠区。通过分子杂交实验,初步将麦迪霉素聚酮台成酶基因定位在PCN 8812 DNA的EcoR I—BamH I 4．02kb片段上(与Act Ⅱ基因有同源性)及PCN 8B12(6C5),PCNIIEIIDNA BgⅡ—BgⅡ 2．42kb与PCNllE11 Bgl I—B g1 I 1Okb片段上(与Act I基因有同源性)。PCN 8B12及PCN 6C5克隆DNA在麦迪霉素聚酮合成酶基因缺陷型变株Streptomyces mycarofaciens var．68及不产抗生索的变铅青链霉菌Streptomyces lividans TK24受体菌的表达产物,经TLC及HPLC等分析表明与麦迪霉素标准品相似。     

格尔德霉素生物合成基因功能的验证

格尔德霉素(Geldanamycin, Gdm)作为热休克蛋白90的特异性抑制剂, 是非常有前景的抗肿瘤和抗病毒的药物,我们已从吸水链霉菌17997(Streptomyces hygroscopicus 17997)的基因文库中获得了Gdm大部分生物合成基因。为了研究主要基因的功能, 选择了聚酮合酶基因(Polyketide synthase gene, pks)的第六模块、单加氧酶基因(Mono-oxygenase gene, gdmM)和氨甲酰基转移酶基因(Carbamoyltransferase gene, gdmN)3个基因作为靶点分别进行基因阻断, 获得了基因同源双交换的阻断变株△pks、△gdmM和△gdmN。经HPLC检测证实这些基因的阻断变株均不产生Gdm, 基因回复实验排除了基因阻断所可能造成的极性效应对其它基因表达的影响, 说明所克隆的pks、gdmM和gdmN基因确实是Gdm生物合成所必须的基因。     

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C31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。     

Sterptomyces rochei4089的L基因阻断变株的构建及功能研究

运用同源重组技术破坏了一株格尔德霉素产生菌Sterptomyces rochei 4089的L基因,该基因编码氧化还原酶.以Sterptomyces rochei 4089基因组总DNA为模板,PCR扩增AHBA-KLM基因簇,采取Red/ET重组技术,构建L基因阻断质粒pKC1139-KLM-KmR.采用大肠杆菌与链霉菌的结合转移将阻断质粒含AHBA-KLM基因簇和Kan表达单元的3.0 kb线性片段转化Sterptomyces rochei 4089菌株,在卡纳霉素的平板上筛选卡纳霉素抗性转化子,经PCR检测分离到L基因阻断突变菌株.对原、变株的发酵液进行TLC和HPLC分析显示,Sterptomyces rochei 4089基因组中的L基因失活后,导致该菌株不能合成安莎类抗生素格尔德霉素.通过阻断L基因,为筛查这类放线菌产生安莎类抗生素提供了明确的组分指示作用.     

链霉菌产生的新型纤溶酶的纯化和性质的研究

从一株土壤链霉菌(Streptomyces sp.)Y405的发酵液中通过硫酸铵分级盐析、290树脂脱色、Sephadex G-75凝胶过滤、DEAESephadex A-25阴离子交换层析和LysineSepharose4B亲和层析,获得一种新型的具有纤溶活性的蛋白酶SW-1。每升发酵液中可获得4.2mg SW1样品,回收率为12.0%,每毫克蛋白活力达2952.3尿激酶单位,以发酵液作为起始,所获得样品纯度提高230.6倍,HPLC检测纯度约为83.5%。SW-1在SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中是单肽链蛋白,分子量为30kD,等电点为8.5,测定其N-端17个氨基酸序列为Arg/Asn/Phe-Pro/Asp-Gly-Met-Thr-Met-Thr-Ala-Ile-Ala-Asn-Gln-Asn-Thr-Gln-Ile-Asn,N端第一和第二残基具有不均一性,根据氨基酸组成分析推算SW1由262个氨基酸组成。SW-1的纤溶活性可被10mmol/L PMSF、1mmol/L EDTA和1mol/L赖氨酸完全抑制,表明SW1其赖氨酸结合位点与活性有关。SW-1的纤溶活性在4～37℃和pH4.0～9.0具有较好的稳定性,最适pH为8.0。在纤维蛋白加热平板上,SW-1和SW-1与纤溶酶原的混合液显示相同的纤溶活性,表明SW-1对纤维蛋白具有直接的降解作用,而不具有激活纤溶酶原的活性,因而SW-1是一种纤溶酶而不是纤溶酶原激活剂。     

微生物脂肪酶的研究与应用

脂肪酶（Lipase,Ec3．1．1．3）是一类特殊的酯键水解酶,广泛地存在于动物组织、植物种子和微生物体中,它能催化天然底物油脂（甘油三脂）水解,产生脂肪酸和甘油。在水解过程中存在中间产物甘油单酯和甘油二酯。从催化特性来看,脂肪酶可以催化酯类化合物的分解、合成和酯交换,具有化学选择性和高度的立体异构专一性,且反应不需辅酶,反应条件温和,副产物少。脂肪酶的另一显著特点是：它只能在异相系统（即油-水界面）或有机相中作用,这不仅发展了“界面酶学”,也促进了“非水酶学”的研究和深入。脂肪酸是最早研究的酶类之一,已…     

螺旋霉素聚酮合成酶基因和抗性基因的克隆与表达的研究

根据不同聚酮合成酶基因DNA的同源性,利用放线紫红素聚酮合成酶基因act Ⅰ,actⅢ作探针,从螺旋霉索产生菌Str．spiramyceticus U-1941基因文库中检测并分离了螺旋霉素聚酮合成酶基因pCN3H8。限制酶酶切分析表明,其分子量为44kb。通过分子杂交实验,将螺旋霉素聚酮缩合酶基因(与act Ⅰ有同源性)及聚酮氧化还原酶基因(与actⅢ有同源性)进行了定位。pCN3H8 DNA在麦迪霉素产生菌变株Str.mycarofaciens sub sp．68中的表达产物,经紫外光谱分析与麦迪霉素相似。pCN3H8在放线紫红素聚酮缩合酶基因缺陷型变株Str．coelicolor TKl7中的表达产物,不具有放线紫红素的色素,其纸层析谱型与螺旋霉素有显著差别。pCN3H8在变青链霉菌Str．lividans TK24中的表达产物,也具有抗菌活性。将pCN3H8 DNA转化对螺旋霉素敏感的Str.griseofuscus原生质体,获得了螺旋霉素抗性的表达。从转化子中分离得到了质粒DNA pSG3,其分子量为7．0kb,可能是pCN3H8DNA转化Str．grlseofuscus时在体内缺失而形成。再转化实验证明,宿主菌对螺旋霉索的抗性,确实是由于pSG3 DNA作用的结果。含质粒pCG4,pSG3的螺旋霉素产生菌Str．Ambofaciens转化子螺旋霉素的产率明显提高。