吸水鏈霉菌對外源金屬離子Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)的代謝響應研究.pdf

1、吸水鏈霉菌ATCC29253（Streptomyces hygroscopicus ATCC29253）可以產生4種聚酮類抗生素，包括雷帕霉素、洋橄欖葉素、尼日利亞菌素和hygrocins。其中，Rapamycin和HygrocinA在同一培養(yǎng)條件下能夠同時表達，外源Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)對雷帕霉素(Rapamycin)和Hygrocin A產量的影響比較大，并且，令人感興趣的是，Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)對這兩種抗生素產量的影響效果恰好相

2、反。因此，本文通過代謝組學方法考察了外源Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)對吸水鏈霉菌代謝組帶來的擾動，揭示了Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)影響Rapamycin和Hygrocin A合成的機制，并對Rapamycin和Hygrocin A同時表達在代謝網絡上的可能關系做了初步探討。主要研究結果為:
　　1)吸水鏈霉菌發(fā)酵過程中，外源Fe(Ⅱ)促進了Rapamycin的產量，同時降低了HygrocinA的產量。通過LC-QTOF-MS對吸水鏈霉菌添加

3、外源Fe(Ⅱ)后的胞內代謝物進行分析，總共對53種鑒定的代謝物進行了定性定量考察。通過PCA和PLS分析，發(fā)現影響Rapamycin產量的10種潛在生物標志物，包括苯丙氨酸，色氨酸，賴氨酸，哌啶酸，十二烷酸，十二碳五烯酸，油酸，延胡索酸，琥珀酸，谷氨酸。外源Fe(Ⅱ)的添加在一定程度上影響了S.hygroscopicus胞內脂肪酸和氨基酸合成并促進了Rapamycin的合成。
　　2)吸水鏈霉菌發(fā)酵過程中，外源Mg(Ⅱ)促進了Hy

4、grocin A的產量，同時降低了Rapamycin的產量。通過LC-QTOF-MS對利吸水鏈霉菌的胞內代謝物進行分析，總共對74種鑒定的代謝物進行了定性定量考察。通過PCA和PLS分析，發(fā)現影響HygrocinA產量的8種潛在生物標志物，包括脯氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，酪氨酸，精氨酸，賴氨酸，絲氨酸，油酸。外源Mg(Ⅱ)的添加對S.hygroscopicus氨基酸代謝影響比較顯著并促進Hygrocin A的合成。
　　3)通過外源

5、Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)對吸水鏈霉菌的代謝差異的分析，發(fā)現兩種金屬離子所引起的代謝物變化主要體現在氨基酸代謝和脂肪酸代謝的顯著差異，如苯丙氨酸，酪氨酸，油酸對HygrocinA和Rapamycin的合成影響結果相反。實驗結果表明對于不同金屬離子，吸水鏈霉菌存在不同的響應和調節(jié)機制，同時也表現在兩種抗生素表達上的差異。
　　上述研究從代謝組的角度研究了外源Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)對吸水鏈霉菌抗生素表達的影響和引起的胞內代謝變化，一方面可