吸水链霉菌17997产生氢醌型格尔德霉素及其生物合成中间产物

目的 了解格尔德霉素生物合成PKS后修饰过程中的一些细节.方法 对格尔德霉素产生菌吸水链霉菌17997及其格尔德霉素生物合成聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)后修饰基因阻断变株(gdmP-和gdmN-)在ISPII平板不同时间的培养物进行乙酸乙酯提取,硅胶板TLC和NaOH显色分析,检测GDM及其生物合成中间产物,并利用LC-MS对中间产物进行鉴定.结果 吸水链霉菌17997原株、gdmN-和gdmP-变株在培养时间72～96h,发现氢醌型格尔德霉素(GQH2)、氢醌型4,5-双氢-7-去氨甲酰基-7-羟基格尔德霉素(H2GQH2-dC)和氢醌型4,5-双氢格尔德霉素(H2GQH2)分别为主要组分,相应的醌型化合物为次要组分;之后,这些氢醌型化合物随培养时间延长逐渐消失,相应的醌型化合物成为主要组分.双向硅胶板TLC分析证实GQH2、H2GQH2-dC和H2GQH2均可在空气中自发氧化为相应的醌型化合物.结论 在吸水链霉菌17997的GDM生物合成PKS后修饰过程中,首次提出GQH2自发氧化为GDM可能是氢醌型向醌型转变的位点,同时它也是GDM生物合成最后一步.     

必特霉素基因工程菌航天育种的研究

探讨航天技术对必特霉素基因工程菌的育种效果。我国返回式搭载卫星对基因工程必特霉素菌种进行了航天育种，共搭载4个菌株以沙土、甘油、斜面等不同方式，经受航天环境条件处理后计算其孢子存活率、营养缺陷型出现率及菌株的发酵效价。在本实验条件下菌株的存活率均很低，尤其是沙土方式的致死率为100％，甘油及斜面孢子的致死率分别为99．79％～100％和99．81％～100％。营养缺陷型出现率为1．65％。存活菌株的负突变率高于正突变率。经筛选从408株正突变株获得了发酵效价提高11．3％～14．5％的菌株。航天技术有可能应用于基因工程必特霉素的育种，但适于其育种的空间条件必须经过详尽而细致的研究和控制。     

4,5-双氢-7-去氨甲酰基-7-羟基-19-S-甲基格尔德霉素及其与格尔德霉素生物合成PKS后修饰的关系

目的在吸水链霉菌17997格尔德霉素生物合成PKS后修饰gdmN-变株发酵产物中寻找新格尔德霉素衍生物。方法 gdmN-变株发酵上清液乙酸乙酯提取后,进行硅胶板TLC分析;对一个红色目标化合物进行了HPLC和高分辨质谱分析,并对其进行了1H-和13C-核磁共振(NMR)分析;对红色目标化合物在吸水链霉菌17997格尔德霉素PKS基因阻断变株中进行了生物转化实验。结果在gdmN-变株发酵产物中发现了1个预期的红色目标化合物(4,5-双氢-7-去氨甲酰基-7-羟基-19-S-甲基格尔德霉素);该目标化合物可被格尔德霉素生物合成PKS后修饰系统7-O-氨甲酰化,生成4,5-双氢-19-S-甲基格尔德霉素。结论在gdmN-变株中发现了4,5-双氢-7-去氨甲酰基-7-羟基-19-S-甲基格尔德霉素;该化合物可被格尔德霉素PKS后修饰系统继续7-O-氨甲酰化,但不能C-4,5氧化。