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。     

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。     

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...     

Aspergchromones A and B,two new polyketides from the marine sponge-associated fungus Aspergillus sp. SCSIO XWS03F03

Two new polyketides, aspergchromones A (1) and B (2), together with five known compounds, secalonic acid D (3), noreugenin (4), (3S)-5-hydroxymellein (5), (4S)-6-hydroxyisosclerone (6), and (-)-regiolone (7), were isolated from the ethyl acetate extract of marine sponge-derived fungus Aspergillus sp. SCSIO XWS03F03. Their structures were elucidated by means of spectroscopic techniques (1D and 2D NMR, MS, UV, and IR). The absolute configurations of the new compounds were established by ECD calculations. Compound 3 showed moderate antimicrobial activity.     

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。     

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。     

2株南极来源放线菌所产的二酮哌嗪类化合物研究

目的 对从南极潮间带沉积物样品中分离得到的两株具有抗菌活性的放线菌进行分类鉴定并进行次生代谢产物研究。方法 通过形态学分析及构建系统发育进化树鉴定菌株并对其发酵产物进行生物活性评价;利用硅胶、凝胶柱层析、semi-HPLC等色谱分离手段对两株菌的发酵产物进行分离纯化;采集所得化合物的质谱、NMR等数据并分析后鉴定其结构。结果 两株菌分别鉴定为Streptomyces sp. SCSIO 40061和Nocardiopsis sp. SCSIO KS107;从相应的发酵产物中分离得到两个二酮哌嗪类化合物,结构分别鉴定为：(3Z,6E)-1-N-甲基-3-苯亚甲基-6-(2-甲基-3-羟基丙烷)-2,5-二酮哌嗪 (1) 以及(3Z,6Z)-3-(4-对甲氧苯亚甲基)-6-(2-甲基丙烷)-2,5-二酮哌嗪 (2) 。结论 发现了两株能产二酮哌嗪类化合物的南极来源放线菌。     

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。     

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。