Geldanamycin产生菌吸水链霉菌17997中安莎类抗生素生物合成基因簇的克隆与研究

Geldanamycin产生菌吸水链霉菌17997中安莎类抗生素生物合成基因簇的克隆与研究

高群杰[1]2002年在《Geldanamycin产生菌吸水链霉菌17997中安莎类抗生素生物合成基因簇的克隆与研究》文中提出安莎类抗生素是来源于多种微生物及植物的一类结构独特的抗生素,其结构是由一个脂肪族安莎链通过酰胺桥接作用连接在苯或萘发色基团的非邻近位置而形成的。根据抗生素结构中芳香环的不同可将这类抗生素分为萘醌型安莎类抗生素和苯醌型安莎类抗生素。安莎类抗生素的生物合成都通过衍生于3-氨基-5-羟基苯甲酸(AHBA)的一个七碳单位mC_7N起始。 吸水链霉菌17997是本所从我国土壤中分离得到一株放线菌,经鉴定其产生格尔德霉素。格尔德霉素属苯醌型安莎类抗生素,它可在体内、外抑制癌基因表达产物,并可特异性地与热休克蛋白Hsp90结合影响其功能。近年来,由于其结构独特、作用机制新颖等特点,格尔德霉素在医药及生物学领域备受关注。格尔德霉素衍生物作为抗肿瘤药物已在NCI等单位进行Ⅰ期临床试验,此外,本所还发现格尔德霉素具有良好的广谱抗病毒作用。目前,格尔德霉素生物合成的分子生物学背景还不十分清楚,相关生物合成基因未见报道。深入研究其生物合成机理对于提高产生菌的产量、阐明格尔登霉素构效关系进而优化和改造其结构有重要意义。 我们以大肠杆菌/链霉菌柯斯穿梭载体pKC505构建了插入片段为20-30kb的Streptomyces hygroscopicus 17997基因组文库。根据安莎类抗生素生物合成途径相似的特点,分别利用rifamycin产生菌中4.0kb AHBA生物合成相关基因和PCR获得的0.9kb Ⅰ型PKS基因为探针,通过菌落杂交对基因文库进行了初步筛选,结果由AHBA探针杂交获得了4个cosmids克隆pCGBA20、pCGBA26、pCGBA45、pCGBA83,经测序分析表明pCGBA20中8kbBamHI片段显示与Ⅰ型PKS有较好的同源性;pCGBA26中2.9kbBamHI片段显示与谷胺酰胺合酶有较好的同源性;

杜煜[2]2003年在《若干抗生素的生物合成基因研究与化学合成研究》文中指出氨基糖苷类抗生素(Aminoglycoside antibiotics)是一类结构中既含有氨基糖苷又含有氨基环醇的抗生素,主要包括链霉素、卡那霉素、阿泊拉霉素等,绝大多数是在链霉菌属中产生的。 黑暗链霉菌S.tenebrarius H6产生多种氨基糖苷类抗生素,主要有阿泊拉霉素、妥布霉素及卡那霉素B。为研究其生物合成基因,本实验室李天伯等构建了S.tenebrarius H6的基因文库,并设计探针,通过文库杂交从中得到完整基因orfE,推测为dTDP-葡萄糖-4,6-脱水酶基因。 通过进一步的亚克隆和测序,我们在orfE的下游又得到一个不完整的基因orfL,推测为dTDP-葡萄糖-4-脱水鼠李糖还原酶基因,和叁个完整的基因orfG1,orfG2及orfM。orfG1,orfG2和orfM分别推测为葡萄糖转移酶基因和甘露糖转移酶基因(Bankit number:476862;收录号:AY131228)。 为了对orfE进行功能研究,我们进行了基因阻断实验。由于常规原生质体方法不能实现对S.tenebrarius H6的基因转移,我们在S.tenebrarius H6中建立了接合转移的基因转移系统。最终以温敏型穿梭质粒pHZ132为载体构建重组质粒,红霉素抗性基因ermE为选择标记,大肠杆菌ET12567(pUZ8002)为供体菌,S.tenebrarius H6为受体菌,在SM培养基上成功实现了接合转移,通过导入重组质粒,并在高温(42℃)、加入红霉素的选择性培养条件下与受体菌染色体发生单交换同源重组,实现orfE的基因阻断。阻断株经传代稳定性实验、游离质粒排除、PCR及PCR产物测序在基因水平确证后,发酵培养,结果发现阻断株不再产生妥布霉素。表明orfE基因是妥布霉素生物合成必须基因,与orfE连锁的基因簇可能与妥布霉素的生物合成有关。

参考文献:

[1]. Geldanamycin产生菌吸水链霉菌17997中安莎类抗生素生物合成基因簇的克隆与研究[D]. 高群杰. 中国协和医科大学. 2002

[2]. 若干抗生素的生物合成基因研究与化学合成研究[D]. 杜煜. 中国协和医科大学. 2003

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Geldanamycin产生菌吸水链霉菌17997中安莎类抗生素生物合成基因簇的克隆与研究
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