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

1、在了解天然產物生物合成途徑以及相關基因信息的基礎上，人工改造調控基因，或者實現相關基因簇的異源表達，從而獲得具有新結構新活性的抗生素，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量極大地

2、限制了對其活性和應用的進一步研究。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，并進行發(fā)酵放大提高其產量。文章結合單因素優(yōu)化，Plackett-Burman設計和響應面實驗等方法來進行優(yōu)化，結果顯示CuSO4，麥芽糖，DGS是培養(yǎng)基中3個最重要的影響因子，統(tǒng)計學分析確定最佳培養(yǎng)基后，相應的上罐放大發(fā)酵最高產量為249.9 mg/L，比原始培養(yǎng)基的產量高出26.8倍，比原始菌TLM的產量高出12.9倍。經Amberli

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

4、情況，結果表明僅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分析結果表明絕大部分的RAP基因在S.albus中未被正常轉錄，只有下游的rapG，rapF和rapD顯示轉錄信號，5個可能的RAP調節(jié)基因中僅有rapG正常轉錄，因此RAP基因表達調控的不足或不當很可能是限制基因簇正常轉錄的重要原因。通過這些基因轉錄表達情況的研究，