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为了提高利迪链菌素的发酵水平,对利迪链霉菌(Streptomyces lydicus)进行了选育改良,通过LC/MS分析,研究了高产突变株过度表达的原因及利迪链菌素的生物合成途径,并在30 L发酵罐上进行了放大培养,取得了如下结果:基于生物合成前体的代谢抑制/阻遏作用,筛选前体的抗性/忍耐突变株,其原理在于只有生物合成途径发生了改变、消除了代谢抑制/阻遏作用的突变株才能生长,因此具有有效性状的突变株而被筛选到;筛选的正向突变率达83.5%,其中丙酸盐抗性突变株P28的产量提高了267%。通过LC/ESI–MS检测,采用全扫描、选择离子扫描、ESI–MS、MS/MS和二极管矩阵(PDA)等检测模式,对比分析了突变株P28及其出发菌株的代谢产物。结果显示,两个分支途径的阻断及一个中间产物积累的显著下降导致了突变株P28的过度表达,且这一中间产物(m/z 363.1 [M– H]ˉ)是承接利迪链菌素的聚酮部分与Tetramic acid部分生物合成的关键途径中间产物。应用LC/MS/MS技术研究了利迪链菌素的生物合成途径。首先基于同位素标记的研究,提出多条生物合成的可能路线;S. lydicus代谢产物的ESI–MS谱中以选择离子扫描模式进行分子量搜索,确定了唯一的生物合成路线,并对其中化合物的结构进行特征确认。由已知结构的终产物利迪链菌素及各化合物的MS/MS或MS~3碎片离子信息、亚结构断点位置,鉴别了17个途径中间产物的结构,阐明了利迪链菌素聚酮部分及Tetramic acid部分的生物合成途径。糖代谢是利迪链菌素发酵过程调控的关键,葡萄糖对S. lydicus代谢的pH、菌浓及利迪链菌素合成的影响非常敏感,针对这些代谢特点,以菌浓为基准在30 L发酵罐上进行了放大培养,发酵过程探索采用了葡萄糖、氨水和pH的串级调控策略,调控与菌体的代谢没有滞后性,各参数控制非常稳定,可使发酵液的糖浓度、pH、菌浓及补氨水量达到最佳的控制,利迪链菌素的平均发酵水平提高了52.7%。