雷帕霉素生物合成及其分子调控的研究进展

雷帕霉素是一种 31 元大环内酯类抗生素,由雷帕链霉菌 (Streptomyces rapamycinicus)、游动放线菌 N902-109 (Actinoplanes sp. N902-109)与伊氏链霉菌(Streptomyces iranensis)等放线菌菌株产生,具有广泛的生物活性,包括抗真菌、免疫抑制、 抗肿瘤、神经保护和抗衰老等,市场应用前景非常广阔。目前,其生物合成途径已被清楚解析,研究证实它由一种杂合 I 型聚 酮合酶 (PKS, polyketide synthase)/ 非核糖体肽合成酶 (NRPS, nonribosomal peptide synthetase) 负责合成。基因簇全长约 107.3kb, 共含有 26 个基因,其中 5 个编码调控蛋白,参与调控雷帕霉素的生物合成。鉴于雷帕霉素及其衍生物在临床上的重要用途,其 生物合成及其分子调控一直是大家的关注点,并取得了长足的进展,为雷帕霉素高产菌株的分子育种及新活性衍生物的挖掘奠 定了良好的基础。本文将主要总结雷帕霉素生物合成基因簇、生物合成途径及其分子调控机制方面的研究进展,并将就该重要 抗生素的发现及其衍生物的功能、高产菌株育种等方面的研究进行简单回顾。