铵离子在麦白霉素生物合成中的调节作用

本文报道用生米卡链霉菌（Ｓ．ｍｙｃａｒｏｆａｃｉｅｒｓ）四川变种的突变株研究铵离子在麦白霉素生物合成中的调节作用。在合成培养基和复合培养基中加入不同浓度的铵离子，对麦白霉素的生物合成显示不同程度的抑制作用，同时表明铵离子抑制分支氨基酸的降解是它调节麦白霉素生物合成的主要调节位点。在合成培养基中，铵离子对抗生素生物合成的调节作用似乎与培养基中糖浓度有关。     

avermectin生物合成基因簇的研究进展

近期对除虫链霉菌avermectin生物合成基因簇的研究揭示,它包含4个大的开放阅读框,分别编码avermectin聚酮合成酶4个巨大多功能多肽（AVRS1,AVRS2,AVRS3和AVRS4）,构成了迄今已知的最复杂的多功能酶系统。此外,序列分析结果还显示,在这4个大的开放阅读框的前、后及中间还存在另14个开放阅读框,它们分别与聚酮后修饰以及avermectin生物合成的其它步骤有关。本文综述了对avermectin生物合成基因簇分子研究的最新进展。     

几种调控基因对除虫链霉菌工业生产株的抗生素效价的影响

在模式链霉菌（如天蓝色链霉菌和变铅青链霉菌）中导入许多抗生索生物合成的调控基因可以大幅度提高抗生索的含量。本文报道利用链霉菌的整合质粒克隆几种已知的调控基因。并通过接合转移从大肠埃希菌中导入产生avermectin和多拉菌素的除虫链霉菌工业生产菌株中。发现3种调控基因afiR、aveR和orfX对菌株MMR630中avermectin的含量均可以提高约1倍。但是，以上的3种，加上另外3种调控基因分别导入菌株G11后，发现除aft8提高约13％外，其余调控基因使菌株产生多拉菌素的含量反而有不同程度的降低。将调控基因币B置于链霉菌强启动子PerrnE^＊下表达降低了菌株G11中多拉菌素的含量。上述结果表明，调控基因对不同链霉菌的抗生素生物合成具有不同的影响，反映了抗生素生物合成确实受到了复杂网络的调控。     

前体氨基酸对avermectin生物合成的影响

Avermectin(AVM)是十六元大环内酯类抗生素,其类似物的组成及产量受外源氨基酸的强烈影响。本文研究了Asp、Thr、Val、Met、Ile五种前体氨基酸对avermectin生物合成的影响。实验结果表明在发酵开始前加入0．05％的异亮氨酸,AVMBla的效价比对照提高了200％。同时,初步定量研究了添加各种氨基酸对avermectin产生菌除虫链霉菌的菌丝形态的影响,探讨了菌形与avermectin合成能力的相关性。     

安普霉素生物合成途径的研究

安普霉素产生菌黑暗链霉菌（S.tenebrarius）1－16经亚硝酸胍（NTG）、硫酸二乙酯（DES）诱变筛选获得了生物合成阻断变株。微生物转化实验结果表明2－脱氧霉胺（2－DOS）、巴龙霉胺和安普霉胺是安普霉素生物合成的中间体。阻断变株共合成实验结果明确了各阻断变株阻断位点间的关系及上述中间体在安普素生物合成中的衍生次序。依据以上实验结果，我们提出了安普霉素可能的生物合成途径。     

无机氮对利福霉素B生物合成的影响

用于生物合成过程培养基的氮的形式,对生物合成抗生素影响很大。有机氮和无机氮对微生物的生长和抗生素的大量合成作用极大。无机氮在培养基中的形式,取决于产生抗生素的微生物特性。所以,铵氮用于链霉素、庆大霉素生产菌,氧化形氮用于albo·mycin和新生霉素生产菌,而无机氮源对林可霉素生产菌则起抑制作用。利福霉素B通常使用的无机氮源为硫酸铵。本文研究各种形式的无机氮源对利福霉素B生物合成的影响。利福霉素B生产菌为Nocardia medite-rranei1536菌株。实验培养基用豆粉作有机氮     

铵离子对螺旋霉素生物合成的影响

高浓度氮源能抑制各种抗生素的生物合成,如14元大环内酯抗生素红霉素,16元大环内酯抗生素柱晶白霉素和泰洛星等生物合成均被高浓度铵离子抑制.生二素链霉菌产生的16元大环内酯抗生素螺旋霉素,它的糖苷配基的前体Platenolide是由乙酸、丙酸和丁酸合成的.后者在由三羧酸循环,脂肪酸和氨基酸的代谢途径中产生.螺旋霉素生物合成被铵离子抑制,这种抑制是可逆的,通过添加铵离子捕集而逆转.     

一种新的酶法检测血清钙

该法用一种从酵母菌种中提取的脲酰裂解酶而建立一种简便、快速动力学方法用于检测血清中的钙。原理:钙对脲酰裂解酶的抑制作用。在有脲酰裂解酶、尿素、ATP、碳酸氢盐、镁和钾离子存在下,使用谷氨酸脱氢酶消除内源性铵离子、铵离子生成与血清中钙离子浓度成反比。产生的铵离子的浓度     

盐霉素生物合成的研究——Ⅰ.浅蓝菌素对盐霉素生物合成的影响

对脂肪酸生物合成有专一抑制作用的浅蓝菌素对盐霉素合成也有抑制作用,且其作用强度与加入的剂量和时间有关.当加入剂量为40μ/ml时,抑制盐霉素生物合成的程度可达60%左右;而加入浓度达100μ/ml时,抑制程度为100%,因而可以认为盐霉素的生物合成与脂肪酸相似,即经由聚乙酰途径;而浅蓝菌素阻断了聚乙酰途径中的β-酮脂酰载体蛋白合成酶;且两者间具有竞争关系.据此,可把选育耐高浅蓝菌素菌株作为选育高产菌株的方法之一.比较二株具有不同生产能力的盐霉素产生菌的脂肪酶活力发现:酶活力与盐霉素合成间有着密切的关系.高产菌株具有较高的脂肪酶活力.因而可把脂肪酶活力作为选育高产菌株的一个指标.考察发酵过程中脂肪酶活力的动态变化,似乎亦可作为控制发酵的一个参数.实验证明脂肪酶是由底物诱导产生的,其活力受到葡萄糖反馈阻遏.因此在实际生产中,中途补糖不适合.     

生二素链霉菌产生螺旋霉素的氮分解代谢产物调节

抗生素的生物合成是由碳、氮源、磷酸盐和其它代谢物调节的.铵对抗生素(泰乐星和吉他霉素)生物合成的抑制效应已由几个作者描述,但是对于螺旋霉素生物合成直到现在发表的资料很少.铵离子通过干扰氨基酸如缬氨酸、苏氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的分解代谢而减少泰乐星及螺旋霉素的生物合成.这些氨基酸供应泰乐星和螺旋霉素生物合成前体的低级脂肪酸、铵抑制用于糖苷配基形成的前体供应,但是不影响低级脂肪酸至糖苷配基的缩合.本实验室的研究显示:氨基酸与怎样消除氨功能和供给螺旋霉素前体如乙酸盐、丙酸盐和异丁酸盐的能力有关,它对螺旋霉素产生的影响是非常不同的.本文检验了铵在螺旋霉素产生上的作用、蛋白酶合成.铵效应的逆转.     

The lack of antifungal activity by avermectin B1a

Streptomyces avermitilis produces avermectin, oligomycin and a polyene antifungal. The latter two compounds account for the antifungal activity in the methanol extracts of the fermentation broth. Pure avermectin does not inhibit fungi or affect fungal chitin metabolism.     

双拷贝aveC基因对阿维菌素产量的影响

目的通过在阿维链霉菌染色体上增加aveC基因的拷贝数,提高阿维菌素"1"组分的产量。方法采用基因工程技术,在阿维链霉菌染色体DNA的bkdAB基因中插入一套aveC基因,通过同源双交换得到重组菌株,采用HPLC考察各组分的含量。结果第二套aveC基因正确地插入到基因组DNA的预定部位。然而,对重组菌株发酵产物的HPLC分析显示,阿维菌素"1"组分比例并没有明显的变化,但B1a效价却有显著提高。结论aveC基因产物的活性可能不是决定阿维菌素"1"组分比例的主要因素,但aveC基因产物的活性可能是阿维菌素生物合成的限制因素。     

Branched-chain fatty acid requirement for avermectin production by a mutant of Streptomyces avermitilis lacking branched-chain 2-oxo acid dehydrogenase activity

The eight natural avermectins produced by Streptomyces avermitilis have the carbon skeleton of either isobutyric or S-2-methylbutyric acid incorporated into their structures. A mutant of S. avermitilis has been isolated that contains no functional branched-chain 2-oxo acid dehydrogenase activity. The mutant, in contrast to its parent, is unable to grow with isoleucine, valine and leucine as carbon sources. In medium lacking both S(+)-2-methylbutyric and isobutyric acid, the mutant is also incapable of making the natural avermectins, while supplementation with either one of these compounds restores production of the corresponding four natural avermectins. These facts indicate that in S. avermitilis the branched-chain 2-oxo acid dehydrogenase enzyme functions not only to catabolize the cellular branched-chain amino acids in order to meet energy and growth requirements but also to provide the small branched-chain organic acid precursor molecules necessary for avermectin biosynthesis. Supplementation of the mutant strain with R(-)-2-methylbutyric acid yields novel isomeric avermectins unseen in the (unsupplemented) wild-type strain. It was also concluded that acetate and propionate production by branched-chain 2-oxo acid degradation is not absolutely essential for avermectin production.     

Avermectin C5-O-甲基转移酶基因的克隆、序列分析及其基因置换

C5 O 甲基转移酶基因 (aveD)位于阿维链霉菌 (Streptomycesavermitilis)染色体 3 4kbBamHI的片段上 ,通过构建avermectin基因组约 3 4kbBamHI片段的亚基因文库 ,用PCR的方法获得该基因的连锁基因C5 酮基还原酶基因 (aveF) ,并作为探针筛出aveD的克隆子。测序后和GenBank做同源比较 ,结果一致。构建基因置换穿梭载体 pHJ5 80 3 (pHZ13 5 8∷aveD&Amr) ,通过ET12 5 67::pUZ80 0 2属间接合转移导入S .avermitilis。放松培养后筛选出双交换重组菌株 ,并用PCR验证重组菌株的aveD已经破坏 ,将重组菌株摇瓶发酵液提取avermectin进行色谱质谱联机分析 ,发现重组菌株仅产生 4个组分 ,与出发菌株的 4个B组分完全一致。     

Demethylavermectins. Biosynthesis, isolation and characterization

Streptomyces avermitilis normally produces eight avermectins. Avermectin A components contain three methoxyl groups; two on the oleandrose disaccharide and one on the aglycone moiety at C5. Avermectin B components contain methoxyl groups only on the oleandrose disaccharide. Sinefungin inhibits methylation at all three sites. Addition of sinefungin to S. avermitilis Agly-1, a mutant which produces virtually only avermectin aglycone A components, alters the fermentation and causes an accumulation of avermectin aglycone B components. Addition of sinefungin to S. avermitilis 08, a high producing strain, results in accumulation of 8 new avermectins which lack methoxyl groups on the oleandrose moieties as well as the aglycone. These new avermectins were isolated and shown to possess anthelmintic and insecticidal activity.     

双亲灭活原生质体融合法选育阿维菌素高产菌株

目的选育高产阿维菌素产生菌。方法分别以紫外线和加热灭活阿维菌素产生菌Strepto-myces avermitilis620和Streptomyces avermitilis632原生质体,并将2种灭活的原生质体用PEG4000融合,从融合株中筛选阿维菌素高产菌种。结果获得高产阿维菌素融合株StreptomycesavermitilisF32,总发酵单位达3 904 mg.L-1,其中B1a组分产量较高,达1 016 mg.L-1,分别较出发菌株S.avermitilis 620、S.avermitilis 632提高117.1%和103.6%。结论双亲灭活原生质体融合法选育阿维菌素高产菌株是值得推广的一种选育方法。     

只产阿维菌素B组分的基因工程菌的构建

目的通过对阿维菌素生物合成基因C5-O-甲基转移酶基因(aveD)内部进行缺失,使aveD基因失活,从而获得只产生阿维菌素B组分的基因工程菌。方法构建大肠杆菌-链霉菌重组质粒pZHJ06,通过接合转移将缺失部分片段的aveD基因以双交换的方式整合到阿维链霉菌的染色体上。采用摇瓶进行发酵,采用高效液相色谱(HPLC)检测发酵液中阿维菌素的组分。结果重组菌株不再产生阿维菌素A组分,只产生阿维菌素B组分,并且B组分的总产量也有所提高。结论将阿维链霉菌的aveD基因失活,并不影响下游酮基还原酶基因(aveF)基因的表达,重组菌株只产生阿维菌素B组分。     

阿维菌素研究进展与产业综述

阿维菌素是阿维链霉菌发酵产生的十六元大环内酯类抗生素,主结构与米尔贝霉素相似,用于农业害虫防治和动物的杀虫杀螨,还具有抗病毒、抗肿瘤、抗菌、消炎和醒酒等功效。它通过抑制RNA复制酶,阻止病毒蛋白进入细胞核以及封闭剌突蛋白等方式,阻止病毒的复制感染和传播。已经产生抗药性的分枝杆菌和金黄色葡球菌也能被阿维菌素抑制。阿维菌素世界上年需求量为5000吨左右,基本由中国企业生产。本文回顾了阿维菌素在菌种技术、发酵技术、提取技术、制剂技术发展和组合生物学手段在本产业中的应用,建议通过菌种筛选技术、胞壁通透性调整、途径工程指导的基因改造、发酵过程的代谢流控制、气升式发酵罐应用及细胞融合育种来提高发酵水平,将阿维链霉菌与米贝霉素链霉菌细胞融合育种。     

Biosynthesis of the avermectins by Streptomyces avermitilis. Incorporation of labeled precursors

The biosynthesis of the avermectins, a group of 16 membered macrolides with potent anthelmintic and insecticidal activity produced by Streptomyces avermitilis, was studied by supplying cultures with 14C and 13C precursors. [1-14C] and [2-14C]acetate and propionate were poor precursors of the avermectins and were instead rapidly oxidized to 14CO2. The S-methyl of methionine in contrast was incorporated extensively and equally into the three methoxyl groups of the avermectins. The carbon backbone of methionine was not a precursor of the avermectins. Feeding of [1-13C]glucose yielded avermectins labeled specifically in the C1' and C1" of the oleandrose moiety and in the aglycone moiety in carbons known to be derived from the methyl of acetate. Feeding [U-13C]glucose showed that the entire avermectin molecule is derived from glucose carbons.