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。     

深海链霉菌SCSIO 1071中聚酮合酶基因簇Cluster 46编码产物探究

目的 对南海深海来源链霉菌Streptomyces olivaceus SCSIO 1071中新颖I型聚酮合酶基因簇Cluster 46及其编码产物进行探究。方法 通过生物信息学手段对基因簇Cluster 46的基因组成进行分析；采用PCR-targeting策略构建聚酮合酶基因orf27和LuxR家族转录调控基因orf46双交换阻断突变株；通过高效液相色谱法(high performance liquid chromatography，HPLC)分析野生株和突变株发酵产物的差异,检测粗提物对3株多重耐药(multiple drug resistant, MDR)菌(Staphylococcus aureus CCARM 3090、Enterococcus faecalis CCARM 5172、Enterococcus faecium CCARM 5203)的抑菌活性。结果 得到了Δorf27和Δorf46双交换阻断突变株；HPLC分析结果表明,相比较野生株,Δorf27和Δorf46突变株中化合物峰1-10不再产生；突变株发酵液粗提物对3株MDR菌抑菌活性较野生株明显降低；液相色谱-质谱（liquid chromatograph mass spectrometer，LC-MS）数据和紫外（ultraviolet，UV）数据表明化合物峰1-10可能为dixiamycins类化合物。结论 orf27和orf46的阻断间接影响了具有抗MDR菌活性的化合物峰1-10的产生,为挖掘S. olivaceus SCSIO 1071中新颖活性次级代谢产物奠定了基础。     

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。     

深海链霉菌SCSIO 03032芳酰胺类代谢产物的研究

目的 对从印度洋深海沉积物中分离到的一株深海来源的放线菌Streptomyces sp. SCSIO 03032进行次级代谢产物分析及其活性研究。方法 对深海来源放线菌Streptomyces sp. SCSIO 03032的发酵产物进行有机溶剂萃取,利用正、反向硅胶层析、硅胶柱层析、凝胶柱层析、薄层层析等分离手段进行纯化,通过ESI-MS、₁H NMR、₁₃C NMR分析及文献查阅鉴定化合物结构,并对化合物进行抗菌及抗氧化活性研究。结果 从深海来源放线菌Streptomyces sp. SCSIO 03032的发酵产物中分离得到3个芳酰胺类化合物,其结构分别鉴定为4-甲基苯-1, 3-二氨基甲酸甲酯(1)、2-甲基苯-1, 3-二氨基甲酸甲酯(2)、羰基亚氨基4-甲基-3, 1-亚苯基双[氨基甲酸]甲酯(3);活性结果显示三个化合物均无明显的抑菌活性或抗氧化活性。结论 得到了一株能够产生3个不同芳酰胺类化合物的深海链霉菌SCSIO 03032。     

海洋放线菌SCSIO 07745中红霉素衍生物的分离、鉴定和生物合成基因簇的分析

目的：对从中国南海沉积物样品中分离的放线菌SCSIO 07745中抑菌活性次级代谢产物进行研究,并对相应产物的生物合成基因簇进行分析。方法：提取菌株SCSIO 07745基因组DNA,利用Illumina Hiseq和PacBio SMRT技术进行基因组测序;通过对16S rDNA序列进行分析构建系统发育进化树以鉴定菌种;以有机溶剂萃取得到发酵产物并利用正相反相柱层析等色谱手段进行分离纯化;通过波谱数据分析对化合物进行结构鉴定。利用生物信息学技术对基因组进行注释并对合成该化合物的基因簇进行定位分析,推导其生物合成途径。结果：该放线菌被鉴定为糖多孢红霉菌Saccharopolyspora erythraea,从其发酵产物中分离鉴定了2个大环内酯类化合物sporeamicin A(1)和erythromycin A enol ether(2)。全基因组序列测序发现该菌株基因组DNA为线状,含有31个次级代谢产物生物合成基因簇,其中基因簇3可能负责红霉素衍生物的生物合成,并对其生物合成途径进行了推导。结论：筛选得到了1株产生红霉素类化合物的海洋糖多孢红霉菌S. erythraea SCSIO 07745,为红霉素类抗生素的开发提供了新的菌株资源。同时,该菌株的全基因组序列为其蕴藏的次级代谢产物的挖掘奠定了基础。     

海洋源放线菌Streptomyces sp. SCSIO 01681次级代谢产物的研究

摘 要：目的 对从我国三亚鹿回头海水沉积物中分离得到的一株海洋放线菌SCSIO 01681进行鉴定并对其次级代谢产物进行研究。方法 通过16S rDNA序列分析并构建系统发育进化树来鉴定菌株,利用有机溶剂萃取、正相和反相硅胶层析等分离手段对海洋放线菌SCSIO 01681的发酵产物进行分离纯化,通过波谱数据分析及文献比较对化合物进行结构鉴定, 并进行了卤虫致死及抗菌活性评价。结果 该放线菌被鉴定为Streptomyces sp. SCSIO 01681,并从其发酵产物中分离得到3个化合物,其结构分别鉴定为苯乙酸（1）,亚油酸甘油酯（2）,邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（3）;活性结果显示化合物1对嗜水气单胞菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、藤黄微球菌、粪链球菌具有抑制作用。结论 放线菌Streptomyces sp. SCSIO 01681能够产生3个医药、工业重要中间体,具有潜在的应用价值。     

柔红霉素产生菌Streptomyces coeruleorubidus SIPI-1482中dnmV基因的克隆及阻断

从柔红霉素产生菌SIPI-1482菌株基因组DNA中PCR扩增得dnmV及其上游dnmU基因片段。利用同源重组对SIPI-1482菌株的dnmV基因进行基因阻断,得到一株遗传稳定的破坏子。验证了在该菌株中进行同源重组所需交换臂长度。     

南海红树林来源链霉菌Streptomyces sp. OUC6819遗传操作系统的建立

摘 要: 目的 建立南海红树林来源链霉菌Streptomyces sp. OUC6819菌株的遗传转化系统,通过基因阻断方法来研究次级代谢产物的生物合成途径。方法 分别以整合型载体pSET152和用于同源重组的、包含可能参与大环多烯类化合物生物合成的DNA片段的非复制型cosmid质粒,通过大肠杆菌—链霉菌属间接合转移导入Streptomyces sp. OUC6819之中。结果 通过在接合转移过程中对菌丝体进行超声破碎,成功获得了正确的接合子。采用PCR方法验证了pSET152的导入和目标基因orf1的阻断,进一步对突变株的发酵产物进行了HPLC分析,结果显示突变株丧失了合成大环多烯类化合物的能力。结论 成功建立了基于菌丝体超声破碎的海洋链霉菌遗传转化系统,为对其它基因进行遗传学操作奠定了基础,也为其它不便进行遗传操作的链霉菌提供了参考。     

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。     

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 SCSI...     

Partial activation of a silent angucycline-type gene cluster from a rubromycin beta producing Streptomyces sp. PGA64

In the course of DNA-fingerprinting our strain collection for antibiotic biosynthesis genes, two different type II polyketide synthase (PKS) gene clusters were observed from Streptomyces sp. PGA64. Phylogenetic analysis placed these together with known rubromycin and angucycline biosynthetic gene clusters. The host strain itself has a very clean production profile of secondary metabolites, which composes mainly of rubromycin beta under typical fermentation conditions. Sequencing of a 16.5 kb fragment from the putative angucycline cluster revealed eight genes that were homologous to typical type II PKS genes responsible for synthesizing aromatic polyketides. These genes were especially similar to genes from known angucycline biosynthetic gene clusters and also synteny to these clusters was observed. In addition, three genes were recognized that are needed for priming the minimal PKS complex before polyketide synthesis can initiate, but which are not normally found to cluster with antibiotic biosynthesis genes. A putative repressor gene that was dissimilar to repressor genes found from well-characterized antibiotic biosynthesis gene clusters was also discovered. Gene disruption of the repressor resulted in partial activation of the cluster and production of two angucycline metabolites, UWM6 and rabelomycin. The results confirm that the DNA-fingerprinting method we have developed can be used to correctly detect compounds that are not visible in chemical screens.     

5-HT6 receptor antagonists enhance retention of a water maze task in the rat

RATIONALE: 5-HT(6) receptors are predominantly located in the brain and may be involved in cognitive processes. The aim of this study was to assess the effects of two potent and selective 5-HT(6) receptor antagonists, SB-271046-A and SB-357134-A, on learning and memory in the rat. METHODS: Spatial learning and memory was assessed by testing the effects of SB-271046-A and SB-357134-A on acquisition and retention of a water maze task. RESULTS: In the water maze, administration of SB-271046-A or SB-357134-A (3 or 10 mg/kg) had no effect on learning per se. At 10 mg/kg, however, both compounds produced a significant improvement in retention of a previously learned platform position when tested 7 days after training. By contrast, the acetylcholinesterase inhibitor, Aricept (donepezil, 0.1, 0.3 mg/kg PO) had no effect in this task. CONCLUSIONS: This study demonstrates that systemic administration of SB-271046-A and SB-357134-A produces improvements in retention of a water maze task in the rat. These data indicate that 5-HT(6) receptor antagonism may be involved in cognitive function.     

一株海绵共附生真菌Fusarium equiseti SCSIO 41019的次级代谢产物及其抑菌活性研究

目的 研究海绵共附生真菌Fusarium equiseti SCSIO 41019的次级代谢产物及抑菌活性。方法 采用中压硅胶柱色谱、中压反相ODS柱色谱及高效液相色谱等方法对发酵产物进行分离和纯化，运用核磁数据及文献对比的方法鉴定化合物结构。采用滤纸片琼脂扩散法、改良肉汤稀释法评价化合物的抑菌活性。结果 从其大米发酵产物中分离并鉴定了8个化合物，分别为equisetin(1)、5'-epiequisetin(2)、lumichrome(3)、N-乙酰基色胺(4)、亚油酸(5)、methyl (4-hydroxyphenyl) acetate(6)、methyl (2-hydroxyphenyl) acetate(7)和graminin B(8)。化合物1、2和5对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA)分别具有不同程度的抑制作用，最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration, MIC)为2.0~125μg/mL，其中化合物1的抑菌活性最强(MIC值分别为2.0和3.9μg/mL)。结论 从菌株Fusarium equiseti SCSIO 41019分离得到两个具良好抑菌活性的化合物(1~2)，为将其开发为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的先导化合物提供一定参考。     

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他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...     

Marinactinones A-C, new γ-pyrones from marine actinomycete Marinactinospora thermotolerans SCSIO 00606

Three new γ-pyrones named marinactinones A-C (1-3) were isolated from marine-derived actinomycete Marinactinospora thermotolerans SCSIO 00606. These structures were elucidated by extensive spectroscopic methods. All three new compounds were evaluated for cytotoxic effects on six cancer cell lines and inhibitory activities of DNA topoisomerase II. Compounds 1-3 exhibited moderate cytotoxicities against SW1990, HepG2 and SMCC-7721 cell lines, and compound 2 showed weak DNA topoisomerase II inhibition activity. This is the first report on the chemical constituents and their biological activities from Marinactinospora, a novel genus of marine actinomycetes.