抗生素生物合成控制

引言初级代谢与次级代谢最初提出的次级代谢的概念是非常简单的,但对了解微生物的生物合成仍有用。初级代谢包括酶传递代谢、无定向代谢与合成代谢互相关联的一系列途径,可提供生物合成的中间体和能量,并将生物合成前体转化为基本的大分子,如 DNA.RNA、蛋白质、脂肪与多糖类。对一切有生命的物质,初级代谢基本上是相同的。次级代谢物又名特养代谢物,因为它是在分批培养的分化期形成的。这些特殊     

次级代谢的遗传学和生物化学Ⅴ.次级代谢的遗传学

现代遗传学技术的内在合理性,可能解决许多关于次级代谢的推理问题。次级代谢物的遗传学研究已进行了反复详细的探讨,但实验涉及测定基因的限定酶反应图是很少的。事实上,使用阻断突变型和酶的所有生物合成步骤,并非只限于任何单一的次级代谢物。生化遗传学和产生次级     

海洋微生物次级代谢产物生物合成的研究进展

海洋微生物次级代谢产物往往具有新颖的化学结构,蕴含着独特的生物合成途径、酶学机理和不同于陆生放线菌次级代谢产物的生物合成机制。自从2000年第一例海洋微生物天然产物enterocin的生物合成基因簇被阐明以来,迄今已克隆和鉴定了27种海洋微生物次级代谢产物的完整生物合成基因簇。这些次级代谢产物的生物合成主要源于四种途径,包括聚酮合酶途径,非核糖体肽合成酶途径,聚酮-非核糖体肽合成酶杂合途径,以及其他途径。本文综述了近年来一些重要海洋微生物活性次级代谢产物的生物合成途径,以及组合生物合成技术在海洋微生物次级代谢产物结构多样化方面的应用。     

生物代谢基因调控在抗生素生物合成中的应用

抗生素的生物合成是以原核或低级真核生物复杂的次级代谢过程为基础的 ,次级代谢过程能产生数量丰富、结构复杂的各类代谢物作为具有应用价值的抗菌药物。次级代谢产物的合成与某种遗传物质或基因及其决定的酶密切相关。所以 ,深入阐明代谢过程及调控基因 (靶基因 )并对相关基因进行体外重组并高效表达 ,必将提高药物生物合成的效率。近年来 ,国外开展了用带关键酶基因的质粒转化菌种 ,增加菌种中关键酶基因浓度和转录水平以及抑制菌种非必要基因的表达 ,简化后处理工序 ,提高产量等代谢基因调控的研究和实践 ,并取得了一定成果。β 内酰胺…     

抗生素生物合成的研究

抗生素生物合成研究的目的旨在阐明微生物生物合成抗生素的途径和机制,更为有效地进行发酵调控以提高目的产物的生物合成量;同时利用抗生素次级代谢物合成酶的底物特异性较差的特点和次级代谢产物发生变化的突变株来制备新的抗生素。用于抗生素生物合成的研究方法主要有:(1)同位素示踪法;(2)突变生物合成技术;(3)参与抗生素生物合成的酶的研究及(4)代谢调控的研究。对于一个具有临床意义或其他应用价值而有着开发前景的抗生素来说,进行生物合成的研究是很重要的。研究者可根据自己的     

榴菌素产生菌紫红链霉菌Tü22的多聚乙酰合成酶基因簇的结构和功能

多聚乙酰(polyketide)类组成了一大系列由细菌(主要是放线菌)、真菌和植物产生的各种结构的复杂次级代谢物,其中大部分已证明是人用和兽用药品,在畜牧业则作为治疗用抗生素,化疗药物和生长刺激剂,还有一些较为重要的是真菌黄曲霉毒素,植物色素或香味物质。多聚乙酰的生物合成似乎类似于长链脂肪酸的生物合成。这种脂肪酸的生物合成是由以下反应重复循环进行的,即丙二酰基辅酶 A 衍生的二碳单位(乙酸残基),经缩     

参与抗生素生物合成调节的诱导物

抗生素产生菌在其发酵过程中,利用培养基中的各种成份,进行一系列的代谢变化。菌体在其代谢过程中,对初级代谢产物和次级代谢产物的形成,都有着特定的调节机制。 作为微生物的次级代谢产物,参与抗生素生物合成的调节机制主要包括有:1)诱导调节,即在抗生素生物合成过程中参与次级代谢的酶是诱导酶,需要有诱导物存在时才能形成;2)反馈调节,即包括作用于基因水平、控制酶合成量的反馈阻抑和作用于分子水平、控制酶活性的反馈抑制两种调节方式;3)分解代谢物调节,即快速利用的碳源和氮源等的分解产物对某些酶形成的阻遏和对酶活性控制的调节,这种现象对具有二阶段生     

抗生素生物合成中分解产物的调节作用

在研究抗生素生物合成的条件中获得了许多第一手资料,其中之一是发酵培养基中的葡萄糖或其它迅速代谢的碳源,只有助于抗生素产生菌的生长而不利于抗生素的分泌。典型的例子是青霉素的生物合成,产黄青霉菌在含有缓慢代谢的乳糖培养基中进行生物合成青霉素,而它在葡萄糖培养基中几乎不产生青霉素。 Demain评述了与微生物代谢物工业生产的调节有关的许多试验资料之后,将迅速代谢的碳源的抑制作用称为次级代谢分解产物的阻遏。是分解产物的抑制还是     

突变生物合成在微生物药物领域的研究进展

突变生物合成作为产生抗生素衍生物的重要手段，自20世纪70年代兴起以来，发挥了巨大作用，已开发出许多至今在临床上仍广泛使用的抗生素品种。随着基因技术的发展．突变生物合成技术可直接对次级代谢途径中一特定酶基因进行改造获得突变株．大大提高了工作效率和准确性。本文综述了突变生物合成技术在微生物药物领域的应用，特别是结合基因技术进行突变生物合成研究的新进展。     

放线菌育种的现状和展望

一、前言放线菌是一属形态分化复杂的革蓝氏阳性菌。由于它能产生各种各样的物质,使它在发酵微生物中占有最重要的地位,以抗生素为例,实际上有60%以上的抗生素是由放线菌产生的。这些次级代谢产物不只是简单的基因产物,而且是通过很多相关的基因复杂反应体系生物合成的。抗生素多数对自体或异种生物有毒,然而为了阐明产生抗生素的现象,与其把生物合成系统导入大肠杆菌     

由真菌产生的青霉素与头孢菌素

在过去50年中,青霉素是最早得到认可和开发的最重要化学治疗剂先驱。已作了大量关于产青霉素真菌产黄青霉(Penicillium chrysogenum)的工业化研究使描述该抗生素生物合成模式成为可能。而且,由研究产黄青霉及其它产生与青霉素相关抗生素的真菌,得出的许多原理,同样适用于合成其它次级代谢物的微生物。这些研究使工业用真菌的抗生素产量比原始青霉菌株提高了1000多倍。     

青霉素和头孢菌素生物合成的基因克隆化

工业发酵生产抗生素已完全建立,但对微生物代谢物的生产控制的分子机制和生物合成尚缺乏基础研究。了解抗生素生物合成的进展部分由于所涉及的酶的固有不稳定性而一直很缓慢。因此对β-内酰胺类抗生素(青霉素类、头孢菌素类、头霉素类、碳青霉烯类、单酰胺菌素类而言,已鉴定了涉及青霉素、头孢菌素和头霉素生物合成的某些酶,但尚未综述生物合成途径及其控制机理。抗生素产生菌的分子遗传学还处于发展的早期阶段。产黄青霉和顶头孢霉中重组DNA技术的应用将导致合理构建含多拷贝抗生素生物合成基因的菌株。另一目的是通过把它们和强真菌启动子融合增加这些结构     

微生物药物产生菌功能基因组学研究进展

微生物药物是一类化学结构和生物活性多样的次级代谢产物,近年来其多个产生菌基因组序列已经被测定完成,在此基础上开展的功能基因组研究方兴未艾,并在抗生素生物合成、形态分化、调控、系统发育与进化以及次级代谢产物挖掘等方面有着新的发现,展现出广阔的研究前景.本文重点阐述了四种重要抗生素产生菌功能基因组学的研究现状,集中于青霉素高产的遗传机制、红霉素产生菌红色糖多孢菌基因组与转录组分析、链霉素产生菌灰色链霉菌中A因子调控网络、阿维菌素产生菌作为次级代谢物异源表达的通用宿主与超高产菌株构建以及新型天然产物的挖掘等研究内容,同时简要介绍了当前我国微生物药物产生菌基因组学的研究概况,并从基础与应用两个角度对其未来发展趋势进行了展望.     

宁夏枸杞根际土壤链霉菌V-1-3次级代谢产物分析

摘要：目的 获得链霉菌V-1-3的基因组序列信息,分析其次级代谢产物生物合成基因簇并预测其代谢产物,为发现潜在新抗生素奠定基础。方法 基于16S rRNA基因序列进行菌株属水平鉴定,利用Illumina HiSeq+PacBio测序技术对菌株V-1-3进行基因组测序,采用antiSMASH(v6.0.1)在线工具分析次级代谢产物生物合成基因簇,液-质联用技术检测产生的次级代谢产物。结果 链霉菌V-1-3基因组序列全长8 243 417 bp,平均(G+C)含量为72.14 %,共编码7578个基因,预测到33个生物合成基因簇,利用液-质联用检测到4个代谢物：oxalomycin B、geosmin、coelichelin和ishigamide。结论 来自盐碱地的链霉菌V-1-3具有丰富的次级代谢产物生物合成基因簇,能产生多种次级代谢产物,具有进一步发掘新抗生素的价值。     

头孢菌素C发酵过程的模拟,最优化及计算机控制

引言在次级代谢产物,特别是抗生素的分批发酵过程中,实验者经常发现,对微生物无限生长的最适条件与生物合成所需产物的最适条件基本不同。Andreyeva指出,在次级代谢产物分批发酵期间pH不应保持恒定,因为对生长和产生次级代谢产物的最适pH各不相同。在青霉素发酵中,最高抗生素生物合成速率时的温度与最高生长速率时的温度互异。温度曲线的建立,证明可明显提高分批发酵过程中的青霉素产量。本研究的目的系在不同发酵期内将pH与温度控制于不同水平上,使分批发酵过程中的头孢菌素C生产最优化。由于头孢菌素C(CPC)是一种很重要的抗生素,故选作此项研究。CPC可用于制备7-氨基头孢霉烷酸     

微生物的次级代谢产物——质体控制与各种结构产物

为了揭示生命的奥秘,对于基本代谢产物,已在与它有关的功能、结构、生物合成及其调节和遗传等方面进行研究,而对于次级代谢产物,却是从医药,食品等应用的角度进行研究。由于次级代谢产物比基本代谢产物具有更为多种多样的结构,它就成了有机化学工作者的研究对象。同时,在次级代谢或次级代谢产物与病原菌的侵染与致病的关系方面,也在进行研究。本文拟就次级代谢产物的定义,与它的生物合成有关的遗     

药用植物内生菌次级代谢产物药理作用研究进展

目的:了解药用植物内生菌次级代谢产物的药理作用,以期为药用植物保护、天然药物资源扩展及新药研发提供参考。方法:对近年来药用植物内生菌次级代谢产物药理作用的研究进展进行总结分析。结果与结论:内生菌从寄主植物中吸取营养并通过新陈代谢等生命活动产生的物质即为次级代谢产物。药用植物内生菌的次级代谢物含有许多与宿主植物相同或相似的生物活性物质,例如从川芎中分离的枯草芽孢杆菌可产生川芎嗪,从雷公藤内生曲霉属真菌中可分离新的丁烯酸内酯,从内生放线菌可分离产生生物碱、多肽、聚酮类、萜类等多种生物活性物质。这些产物的活性甚至要强于宿主植物的活性物质,而且其还含有许多具有新的生物活性的物质;其药理活性主要包括抗菌、抗炎、抗肿瘤、抗高血糖、抗寄生虫等。药用植物内生菌的次级代谢产物是庞大的潜在药用物质资源库,具有良好的开发前景,但目前内生菌离开宿主药用植物后的培养问题极大地限制了其次级代谢产物的开发。     

抗代谢抗菌素的筛选

为医学实际应用而研究抗代谢物,目前主要是合成新的化合物。然而不应忘记在天然化合物中,包括微生物生物合成产物中存在抗代谢物。为发现新的微生物产生的抗代谢物必须采用特殊的培养基。因为抗代谢抗菌素具有抑制检菌在合成培养基上生长的作用,但是这些化合物的抗菌作用在复合培养基上不能显示出来,这是由于在复合培养基中存在相应代谢物有关。基于这个原理,采用筛选法,Hanka 在放线菌和霉菌的培养物中发现了一系列新的抗代谢抗菌素。     

微生物来源的抗肿瘤活性物质研究

寻找化学结构新颖、作用机制独特的新药是新抗肿瘤药研究的焦点。由于通过化学合成途径生产抗癌药物步骤多、收率低、污染大 ,人们已把注意力转移到微生物上 ,现已发现许多微生物的提取物、次级代谢产物具有抗肿瘤作用 ,这些生物活性物质包括多糖类、大环内酯类、多肽类、萜类、生物碱类、蒽醌类等 ,作用机制多种多样 ,大部分抗肿瘤药物都是作用于DNA、微管、拓扑异构酶和其他酶等。现对产生这些物质的微生物类群、产生的抗肿瘤活性物质及作用机制综述如下。1　真菌来源的抗肿瘤活性物质真菌种类繁多 ,数量大 ,分布广 ,与人类关系密切。 1…     

药物引起的肝毒性

直接的肝毒性肝细胞损伤通常不是由于药物所致,而是毒性代谢物。微粒体P-450类药物代谢酶尤其可能产生肝损害。化学性质稳定的药物被活化后产生烷化、芳化或酰化物质,这些代谢物与肝细胞的基本物质肝分子共价结合,引起坏死。Ⅲ区的坏死最严重,此处药物代谢酶浓度最高,血窦中氧张力最低。扑热息痛是个很好的例子,肝毒性与其亲电子的代谢物直接相关。治疗量的扑热息痛是无毒性的,但超剂量可致命。起初,毒性代谢物与肝的谷胱甘肽结合,当谷肽甘肽耗尽时,扑热息痛的代谢物主要芳化成亲核性大分子物质,从而导致肝坏死。在代谢物结合于组织之前,早期应用乙酰半胱氨酸治疗是有益的。醇的摄入可增加扑热息痛的肝毒性,致使剂量小