多效调控基因wblAyo对海洋链霉菌Streptomyces youssoufiensis OUC6819次级代谢产物及形态分化的影响

目的 激活南海红树林来源的链霉菌Streptomyces youssoufiensis OUC6819中不表达或表达水平低的隐性基因簇,进一步挖掘新颖的次级代谢产物。方法 采用PCR-targeting策略敲除WhiB-like（Wbl）家族的wblAyo基因,通过HPLC分析野生株和突变株发酵产物的差异,检测发酵液粗提物和C18开放柱层析组分对5种多重耐药（MDR）菌（Staphylococcus aureus CCARM 3090, Salmonella typhimurium CCARM 8250, Escherichia coli CCARM 1009, Enterococcus faecium CCARM 5203,Enterococcus faecalis CCARM 5172）的抑制活性,通过固体平板实验和光学显微镜观察链霉菌形态分化的改变。结果 得到了正确的ΔwblAyo阻断突变株,HPLC分析结果表明：与野生株相比,突变株中化合物峰1和2分别提高了15.6和9.3倍;突变株发酵液粗提物和组分11对E. faecium CCARM 5203,E. faecalis CCARM 5172和S. aureus CCARM 3090的抗菌活性与野生株相比明显提高,而且突变株丧失了产生孢子的能力。结论 wblAyo参与了S. youssoufiensis OUC6819的次级代谢和形态分化过程。wblAyo的阻断激活了S. youssoufiensis OUC6819中抗MDR菌活性次级代谢产物的产生,为继续挖掘活性化合物提供了必要基础,还为其他海洋链霉菌中隐性基因簇的激活提供了参考。     

通过阻断GntR家族调控基因ygrA挖掘海洋链霉菌Streptomyces sp. OUC6819中抗MDR菌活性次级代谢产物

激活南海红树林来源链霉菌Streptomyces sp.OUC6819菌株中不表达或表达量低的隐性生物合成基因簇,挖掘具有优良多重耐药菌（MDR）抗菌活性的次级代谢产物。方法 通过生物信息学分析推测Streptomyces sp.OUC6819基因组中可能的GntR家族调控子,采用PCR-targeting策略敲除其中的ygrA基因,HPLC分析突变株和野生株的发酵产物的差异,并比较粗提物对5株MDR菌抑制活性。结果 HPLC分析结果表明与野生株相比,突变株中化合物1和化合物2产量分别产量提高了9倍和7倍;突变株发酵液粗提物对其中3株MDR菌抑制活性较野生株明显提高。结论 通过阻断GntR家族调控子ygrA激活了Streptomyces sp.OUC6819菌株中具有抗MDR菌活性次级代谢产物合成基因簇的表达,为从中发掘新的抗MDR菌抗生素奠定了必要基础;同时,将为其他海洋链霉菌中隐性基因簇的激活提供重要参考。     

海洋芽孢杆菌B-9987中抗MDR菌活性成分研究

挖掘具有优良多重耐药菌(MDR)抗菌活性的次级代谢产物,为海洋新药研发提供分子多样性。方法 对海洋芽孢杆菌B-9987进行大发酵,将发酵产物进行提取分离,每一步分离过程进行MDR活性追踪。结果 B-9987粗提物对4株MDR菌(金黄色葡萄球菌CCARM 3090、沙门氏菌CCARM 8250、大肠杆菌CCARM 1009、粪肠球菌CCARM 5203)具有良好的抗菌活性。通过HPLC分离纯化及MS、NMR等波谱分析获得了化合物1(Macrolactin F)和化合物2(Bacillaene A)。化合物1对MDR菌没有抗菌活性。由于化合物2对光、温度、氧气十分不稳定,无法直接测试活性。对含有化合物2的组分进行活性测试,确定了B-9987的MDR菌抗菌活性来自于Bacillaene类化合物。结论 鉴定了B-9987中的抗MDR菌活性成分。     

Difficidins生物合成基因簇中蛋白激酶基因difB功能研究

目的 对海洋芽孢杆菌Bacillus methylotrophicus B-9987 difficidins化合物生物合成基因簇中difB基因功能进行探究。方法 通过生物信息学手段对difB的功能进行预测;构建difB双交换阻断突变株及高表达株;通过高效液相色谱法（HPLC）分析野生株和突变株发酵产物的差异;在大肠杆菌中表达DifB蛋白,以脱磷酸difficidin（3）作为底物,探究DifB的体外功能。结果 得到了ΔdifB双交换阻断突变株及difB高表达株;HPLC分析结果表明,相比较野生株,ΔdifB突变株中difficidins化合物峰不再产生,difB高表达株中difficidins的产量与野生株无显著差别;DifB蛋白不能催化脱磷酸化difficidin（3）发生磷酸化反应。结论 difB是difficidins生物合成所必须的,可能与磷酸基团的组装相关,但磷酸化机制有待进一步研究。     

色氨酸分解代谢途径阻断对深海链霉菌ZH66次级代谢及生长的影响

【目的】以深海链霉菌Streptomyces somaliensis SCSIO ZH66为研究对象,通过阻断其色氨酸分解代谢途径,探究代谢产物与生长的变化。【方法】通过Blastp分析寻找S. somaliensis SCSIO ZH66基因组上编码色氨酸双加氧酶基因tdo(ORF0630和ORF6017),在前期阻断ORF0630的基础上采用PCR-targeting的策略阻断ORF6017,通过HPLC检测发酵产物的变化,并观察用不同培养基培养时突变株与野生株生长的差别。【结果】与野生株相比,突变株ZH66Δtdo不产生antimycins,但无其他次级代谢产物的变化。与此同时,ZH66Δtdo在MS平板上开始产生气生菌丝与孢子的时间均提前了12 h,在ISP-2液体培养基中生长对数期开始时间同样提前12 h。【结论】链霉菌S. somaliensis SCSIO ZH66中色氨酸分解代谢途径的阻断未促进其他可能以色氨酸为前体次级代谢产物的合成,而是促进了菌株的生长,为其他链霉菌中色氨酸分解代谢调控提供了借鉴。     

一株海洋来源Streptomyces sp. SCSIO 1682中那西肽(nosiheptide)的分离鉴定及其生物合成基因簇分析

目的 对一株海洋来源的菌株SCSIO 1682进行16S rDNA分子生物学鉴定,对发酵产物中的抑菌活性化合物进行分离鉴定,并对抑菌活性化合物的生物合成基因簇进行分析。方法 通过构建基于16S rDNA序列的系统发育树来进行菌株鉴定;通过有机溶剂萃取、正相和反相硅胶层析等化学分离手段对菌株SCSIO 1682的次级代谢产物进行活性追踪分离纯化;运用HR-ESI-MS,₁H和₁₃C NMR等波谱手段对所得化合物进行结构解析;通过对菌株SCSIO 1682进行全基因组扫描测序鉴定所得化合物的生物合成基因簇。结果 该菌株被鉴定为Streptomyces sp. SCSIO 1682,所得抑菌活性化合物为那西肽,鉴定了那西肽的生物合成基因簇并进行生物信息学分析。结论 从海洋链霉菌Streptomyces sp. SCSIO 1682中分离鉴定了那西肽,那西肽生物合成基因簇的鉴定为利用组合生物合成和合成生物学技术对那西肽进行结构改造提供了新的基因资源。     

冷泉来源诺卡氏菌OUCLQ19-35-1次级代谢产物的研究

目的 探究深海冷泉来源微生物的次级代谢产物产生能力,从中挖掘具有抗多重耐药(multi-drug resistant, MDR)菌活性的次级代谢产物,为新药研发提供化合物实体。方法 采用稀释涂布法分离纯化深海冷泉海泥样品中的放线菌,通过琼脂扩散法筛选具有抗MDR菌活性的放线菌;基于16S rRNA基因片段序列分析和系统进化树构建初步确定目标放线菌种属;对目标放线菌进行大规模发酵,采用有机溶剂萃取、反相硅胶柱层析、半制备高效液相等分离手段对发酵产物进行分离纯化,利用NMR、MS等波谱学技术并结合文献对化合物进行结构鉴定,然后对化合物进行抗MDR菌活性测试。结果 从深海冷泉中筛选到一株具有抗MDR菌Micrococcus luteus ML01和Staphylococcus aureus CCARM3090活性的放线菌OUCLQ19-35-1,16S rRNA序列及系统进化树分析初步确定其为Nocardiopsis synnemataformans;从其发酵产物中分离得到3个化合物,分别为questiomycin A(1)、1,6-dihydroxyphenazine(2)和5a,6,11a,12-tetrahydro-5a,11a-dimethyl[1,4]benzoxazino[3,2-b][1,4]benzoxazine(3);活性结果显示,化合物1-3均无抗MDR菌活性,但其所在的组分有抑菌活性。结论 从深海冷泉筛选得到一株诺卡氏菌OUCLQ19-35-1,其能够产生抗MDR菌的活性次级代谢产物,具有潜在的应用价值,但其活性成分待进一步的确定。     

深海放线菌Marinactinospora thermotolerans SCSIO 00652遗传操作系统的建立

目的建立深海放线菌Marinactinospora thermotolerans SCSIO 00652菌株的遗传操作系统,通过基因阻断研究次级代谢产物的生物合成途径。方法在对该菌株的全基因组进行测序的基础上,以基因组序列中编码非核糖体肽合成酶(Non-ribosomal peptide synthetase,NRPSs)的基因s102-A和s63-A为目标基因,利用PCR-targeting介导的基因置换技术构建了重组质粒,在加有3%海盐的培养基上,通过ET12567/pUZ8002属间接合转移导入SCSIO 00652野生菌。结果接合子通过一代、二代松弛培养都无法得到双交换突变菌株,松弛培养四代后经抗性筛选,双交换率明显提高,PCR分析结果显示s102-A基因和s63-A基因均被成功阻断,HPLC分析结果显示突变株的发酵产物与野生型菌株有一定的差异。结论成功建立了深海放线菌M.thermotolerans SCSIO 00652的遗传操作系统,为对其它基因进行遗传学操作奠定了基础。     

抗感染海洋天然产物marformycin生物合成基因簇中调控基因及转运基因的功能研究

目的 对海洋放线菌Streptomyces drozdowiczii SCSIO 10141抗感染次级代谢产物marformycins生物合成基因簇中的调控基因mfnM与转运基因mfnR进行生物信息学分析和功能鉴定。方法 利用生物信息学对mfnM与mfnR的功能进行预测,利用PCR-targeting技术对mfnM与mfnR进行体内阻断,构建双交换突变株△mfnM和△mfnR,对突变株进行发酵并利用HPLC对发酵液进行分析。结果 突变株△mfnM和△mfnR丧失了生产marformycins代谢产物的能力。结论 初步阐明了mfnM与mfnR的功能,mfnM编码一个正调控因子,对marformycins的生物合成起正调控作用;而mfnR编码的ABC转运蛋白,负责marformycins的胞外转运。     

海洋放线菌Streptomyces costaricanus SCSIO ZS0073中fungichromin生物合成基因簇的分析鉴定

目的 对分离自我国广西红沙红树林湿地公园的放线菌菌株Streptomyces costaricanus SCSIO ZS0073进行基因组测序分析,并对其生产的制霉色基素(fungichromin)的生物合成基因簇进行分析鉴定。 方法 对S. costaricanus SCSIO ZS0073菌株进行基因组提取,利用Highseq4000和PacBio SMRT技术相结合的手段对该菌株进行了基因组完成图测序;利用生物信息学方法对基因组进行注释并寻找fungichromin的生物合成基因簇,对fungichromin生物合成骨架基因fgmJ1进行置换突变,确定fungichromin生物合成基因簇,结合fungichromin结构特征和其基因簇内遗传信息及聚酮化合物的生物合成原理,对其生物合成途径进行推测。 结果 全基因组测序发现S. costaricanus SCSIO ZS0073菌株基因组含有一条线性染色体和一个圆形质粒,基因组含有36个次级代谢产物生物合成基因簇。利用基因敲除手段对fungichromin的生物合成基因簇进行了确认并进行了生物合成途径推导。 结论 fungichromin生物合成基因簇的确定和生物合成途径的推导为该化合物的基因工程改造研究奠定了分子基础。     

Streptomyces albireticuli和Streptomyces albofavus次生代谢产物的研究进展

链霉菌是抗生素研发的重要源泉,其种类繁多并且代谢产物活性广泛。目前发现的1000多种微生物生物活性物质中,由链霉菌属所产生的次生代谢产物中得到的抑菌活性物质约占2/3。白网链霉菌Streptomyces albireticuli MDJK11和白黄链霉菌Streptomyces albofavus MDJK44是从牡丹根际土壤中分离得到两株潜在的植物根际促生菌,全基因组测序结合生物信息学分析两株链霉菌具有丰富新颖的次生代谢生物合成基因簇,为深入研究两者的次生代谢产物,本文对Streptomyces albireticuli和Streptomyces albofavus链霉菌中已分离和基于基因组信息预测的次生代谢产物结构类型及生物活性进行综述,旨在为进一步开发两类微生物提供参考。     

天蓝淡红链霉菌SIPI1482菌株graORF1同源基因的克隆

将含有ａｃｔⅢ基因的质粒ｐＩＪ２３４６及其带有ｇｒａＯＲＦ１～４质粒ｐＩＪ５２０５～５２０８作探针与天蓝淡红链霉菌ＳＩＰＩ１４８２菌种的染色体ＤＮＡ杂交。ＳｏｕｔｈｅｒｎＢｌｏｔｔｉｎｇ显示ｐＩＪ２３４６能与２．１ｋｂ的ＢａｍＨⅠ片段杂交；ｇｒａＯＲＦ１能与约６．０ｋｂ和约１０ｋｂＢａｍＨⅠ以及约２０ｋｂＢｃｌⅠ片段杂交。除２．１ｋｂＢａｍＨⅠ片段外，其余的同源片段克隆到质粒ｐＵＣ１８形成几个克隆子，并经ＳｏｕｔｈｅｒｎＢｌｏｔｔｉｎｇ确认这些同源片段的存在。含有约１０ｋｂ同源ＤＮＡ片段的ｐＹＧ２５，当转化加利利链霉茵３１６１７时，发现能大大地促进该菌株色素的分泌，表明约１０ｋｂＢａｍＨⅠ同源片段含有某种调节基因。当将质粒ｐＹＧ１１的约６ｋｂＢａｍＨⅠ同源片段克隆到ｐＩＪ６８０构成杂合质粒ｐＹＧ２６并导入变青链霉菌ＴＫ６４，发现同源基因的导入能引起变青链霉菌ＴＫ６４表型的显著变化，表明约６ｋｂ同源基因编码了某些与分化有关的基因。     

RAPAMYCIN产生菌SIIA9268的分类与鉴定

从我国湖北省武汉东湖土壤中分离到一株链霉菌，编号ＳＩＩＡ９２６８，其代谢产物具有免疫抑制作用，经鉴别活性物质与Ｒａｐａｍｙｃｉｎ为同一物质。该菌株在形态培养特征和生理生化特征上与已知的吸水链霉菌相似，但又有一定的差别，故定名为吸水链霉菌东湖变种（Ｓｔｒｅｐｔｏ－ｍｙｃｅｓｈｙｇｒｏｓｃｏｐｉｃｕｓｄｏｎｇｈｕｅｎｓｉｓＳＩＩＡ９２６８）。     

红霉素链霉菌遗传控制的研究 一 红霉素链霉菌无活性突变株回复突变株的筛选

利用亚硝基胍(NTG)对红霉素链霉菌(S.erythreus UV 80)活性菌株进行回复突变,获得了红霉素高产量变株。先以NTG(100μg/ml,1小时)处理母株,得无活性变株,再经诱变,得到回复突变株,其活性提高8％。进一步用NTG(1000μg/ml,1小时)诱变处理,得到了比原菌株红霉素产量高25％的变株。诱变剂的最适剂量为产生90～94％死亡率的剂量。同时还观察到红霉素链霉菌变株的培养特征和生产能力之间有相关性。     

补加葡萄糖对玫瑰孢链霉菌发酵产达托霉素的影响

以玫瑰孢链霉菌H11生产达托霉素(1)。考察了在摇瓶及2.5 L发酵罐中补加葡萄糖对其产量的影响。摇瓶试验结果表明,初始葡萄糖浓度为40 g/L时最佳,在对数生长期后期补加20 g/L的葡萄糖,1产量约提高40%,并显著促进菌体生长。在对数生长期和稳定期分4次共补加20 g/L的葡萄糖,1产量提高62%。2.5 L发酵罐补料分批发酵结果表明,从发酵12 h开始共流加30 g/L葡萄糖,不仅有效延长抗生素的合成期,而且提高了菌体合成抗生素的能力,1产量较分批发酵工艺提高约1.4倍。     

普卡霉素产生菌SIPI91－81的分类与鉴定

从上海郊区土壤中分离到一株链霉菌，编号ＳＩＰＩ９１－８１，其代谢产物具有抗肿瘤活性。经鉴别该活性物质与普卡霉素为同一物质。该菌株在形态培养特征和生理生化特征上与已知的暗黑橄榄链霉菌相似，但又有一定的差别，故定名为暗黑橄榄链霉菌上海变种（ＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓａｔｒｏｏｌｉｖａｃｅｕｓｓｈａｎｇｈａｉｅｎｓｉｓＳＩＰＩ９１－８１）。     

提高白色链霉菌盐霉素产量的工艺研究

以白色链霉菌SL—F2—110为产生菌，着重从菌种选育和补料工艺两方面研究提高白色链霉菌的盐霉素产量。结果表明，①氯化锂前处理与紫外线复合处理后筛选出的突变株盐霉索发酵产量有很大提高；②在基础培养基中减少豆油加量，采用中间补豆油控制，发酵水平与没有补料的相比有较大提高。     

委内瑞拉链霉菌中氯霉素生物合成基因的克隆

目的克隆委内瑞拉链霉菌(Streptomyces venezuelae)ISP5230中的氯霉素生物合成基因。方法以pabAB基因片段为探针,通过菌落杂交技术从该菌的基因文库中钓取相关基因。结果得到一7.5kbBamHIBamHI DNA片段,突变株的互补实验表明,该7.5kb DNA片段使氯霉素生物合成阻断变株CML-4恢复了氯霉素的生物合成。从野生菌株的染色体上删除该7.5 kb DNA片段中的一段3.5 kbNcoINcoI DNA片段后,野生菌株丧失了氯霉素的生物合成能力。结论该7.5 kb DNA片段含有氯霉素生物合成所需的基因。     

黑暗链霉菌原生质体融合

报道了黑暗链霉菌原生质体制备和融合的方法。将一原养型亲株原生质体经紫外线灭活2分钟,与另一苯丙氨酸缺陷型突变株原生质体等量混合,40％PEG处理,32℃保温3分钟,获得了重组后代,经分析,融合子的代谢产物中次组分的含量有所降低。     

2-Amino-5-oxo-2-tetrahydrofuran carboxylic acids,novel γ-lactone antibacterial agents

设计并合成了五种２－酰胺基－５－氧－２－四氢呋喃羧酸类新的抗菌剂。它们的化学结构经ＭＳ、ＩＲ、１Ｈ－ＮＭＲ证实。合成的化合物对所试的２０株革兰氏阳性和阴性细菌中的大多数具有抗菌活性，化合物３ｅ对大多数菌的抗菌活性与头孢曲松相当。