海鞘来源放线菌Streptomyces pratensis SCSIO LCY05中skyllamycins的发现及其生物合成分析

目的 挖掘海鞘来源放线菌Streptomyces pratensis SCSIO LCY05生产含肉桂酰独特结构单元的skyllamycins类环肽的潜能,并深入分析skyllamycins生物合成基因簇的新特征。方法 利用Illumina Hiseq和Pacbio SMRT测序平台对S. pratensis SCSIO LCY05基因组DNA其进行全基因组测序,通过生物信息学手段对菌株基因组的生物合成基因簇进行预测和基因功能注释,采用OSMAC (one strain many compounds) 策略对S. pratensis SCSIO LCY05菌株进行发酵优化,结合萃取法、色谱学和波谱学等方法对该菌株的次级代谢产物进行分离和结构鉴定,并对得到的化合物的生物合成途径进行推导及对新颖的合成特征进行挖掘。结果 全基因组测序结果表明,S. pratensis SCSIO LCY05菌株的基因组全长为8.42 Mbp,共含有35个生物合成基因簇,该基因组上的基因簇20与skyllamycins生物合成基因簇的相似度为95%。在OSMAC策略的优化基础上,发现S. pratensis SCSIO LCY05菌株在SCAS培养基中出现了两个具有典型吸收特征的峰,经鉴定为skyllamycin A和skyllamycin B环肽化合物,并推导了其生物合成途径。进一步的聚类分析发现skyllamycins装配线上的C₁₁结构域可能是具有缩合和异构化双重功能的结构域,负责skyllamycins中第11个氨基酸的组装和异构化。结论 本研究不仅发现海鞘来源放线菌S. pratensis SCSIO LCY05经OSMAC策略的优化后可产生skyllamycins类环肽化合物,并揭示了skyllamycins生物合成过程中的新特征,同时也为skyllamycins类化合物生物合成机制的深入阐释及其进一步的开发利用提供了新的菌株资源。     

海洋链霉菌Streptomyces parvus SCSIO Mla-L010中大环内酰胺类抗生素vicenistatin的糖基定向改造

目的 利用海洋链霉菌Streptomyces parvus SCSIO Mla-L010中糖基转移酶的底物宽泛性对vicenistatin进行糖基定向化改造。方法 采用组合生物合成技术分别将其它糖苷类天然产物生物合成途径中的糖基合成基因导入到SCSIO Mla-L010菌株中,构建糖基合成基因异源表达重组菌株;以有机溶剂萃取重组菌株发酵产物并利用现代色谱分离技术进行化合物纯化,进一步使用质谱、核磁共振光谱技术鉴定所获化合物的结构。结果 将streptolydigin、grincamycin和lobophorin生物合成途径中合成D-olivose、L-rhodinose和L-digitoxose糖基的基因导入到SCSIO Mla-L010菌株中,构建了3株异源糖基合成基因重组菌株,并从中分离得到4个含有不同糖基的新vicenistatin类天然产物。结论 不仅丰富了糖苷类天然产物结构库,为海洋药物的研发提供化学实体,还为利用糖基转移酶的底物宽泛性对其它天然产物进行糖基定向改造提供参考和借鉴。     

海鞘来源放线菌Streptomyces pratensis SCSIO LCY05中Anthracimycin类化合物及其抗菌活性研究

目的 研究来源于海鞘的放线菌Streptomyces pratensis SCSIO LCY05产生的抑菌活性物质。 方法 采用硅胶柱色谱、中压制备色谱、半制备HPLC等方法对其发酵产物分离纯化,经HR-ESI-MS、NMR以及X-ray单晶衍射等方法确定化合物的结构;采用微量二倍稀释法对化合物进行抗菌活性评价。 结果 从发酵产物中分离鉴定了3个化合物：anthracimycin C(1)、anthracimycin(2)和anthracimycin B(3),结构得到X-ray单晶衍射的确证,其中化合物1为新化合物。经抗菌活性测定,化合物2和3对6株革兰氏阳性菌具有显著的抑制活性,最小抑菌浓度(MIC)值在0.0675-0.25 μg/mL之间,并首次发现化合物2和3对藤黄微球菌和模仿葡萄球菌生长抑制活性良好。 结论 海洋共附生微生物是天然活性物质的重要来源,从海鞘来源的S. pratensis SCSIO LCY05中分离获得具有抗菌活性的anthracimycin类化合物可作为良好的抗菌药物先导化合物。