代謝工程改造的鏈霉菌生物合成TLM H-1和Rapamycin的研究.pdf

1、在了解天然產(chǎn)物生物合成途徑以及相關(guān)基因信息的基礎(chǔ)上，人工改造調(diào)控基因，或者實現(xiàn)相關(guān)基因簇的異源表達(dá)，從而獲得具有新結(jié)構(gòu)新活性的抗生素，是鏈霉菌代謝工程改造的兩個重要途徑。
　　 Tallysomycin(TLM)H-1是由tlmH基因失活后的工程菌S.hindustanus SB8005合成的主要產(chǎn)物。它作為糖肽類抗腫瘤抗生素TLM和BLM的新型類似物，具有與母體相似的DNA切割活性。然而，這種新型抗生素在工程菌中的低產(chǎn)量極大地

2、限制了對其活性和應(yīng)用的進(jìn)一步研究。本研究旨在通過采用各種有效的方法來優(yōu)化TLM H-1的培養(yǎng)基組分，并進(jìn)行發(fā)酵放大提高其產(chǎn)量。文章結(jié)合單因素優(yōu)化，Plackett-Burman設(shè)計和響應(yīng)面實驗等方法來進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果顯示CuSO4，麥芽糖，DGS是培養(yǎng)基中3個最重要的影響因子，統(tǒng)計學(xué)分析確定最佳培養(yǎng)基后，相應(yīng)的上罐放大發(fā)酵最高產(chǎn)量為249.9 mg/L，比原始培養(yǎng)基的產(chǎn)量高出26.8倍，比原始菌TLM的產(chǎn)量高出12.9倍。經(jīng)Amberli

3、te()IRC50離子交換樹脂和Diaion HP-20大孔樹脂上柱分離后，HPLC分析純度可達(dá)到95％以上。
　　 Rapamycin(RAP)是一種由吸水鏈霉菌合成的大環(huán)內(nèi)酯抗生素。盡管其生物合成途徑已得到全面深入的研究，但其詳細(xì)的合成機(jī)制尤其是調(diào)控機(jī)理并未完全明了，極大地阻礙了RAP產(chǎn)量的提高和新型衍生物的產(chǎn)生，以及其工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。本文在構(gòu)建三種RAP異源生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，首先用生物分析方法檢測各系統(tǒng)中RAP異源生產(chǎn)的

4、情況，結(jié)果表明僅S. albus28-1-1顯示出與RAP相似的抗菌活性，而HPLC和LC-MS分析并未檢測到RAP，添加重要前體L-賴氨酸也無明顯作用。隨后的RT-PCR分析結(jié)果表明絕大部分的RAP基因在S.albus中未被正常轉(zhuǎn)錄，只有下游的rapG，rapF和rapD顯示轉(zhuǎn)錄信號，5個可能的RAP調(diào)節(jié)基因中僅有rapG正常轉(zhuǎn)錄，因此RAP基因表達(dá)調(diào)控的不足或不當(dāng)很可能是限制基因簇正常轉(zhuǎn)錄的重要原因。通過這些基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)情況的研究，