嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）是一种全球性的重要机会致病菌。该菌具有很强的多重耐药性,能抵抗β-内酰胺类、大环内酯类、头孢类抗生素,这使常规抗生素对其治疗效果比较有限,因此迫切需要新型的抗生素替代剂。细菌素、烈性噬菌体、微生物制剂、植物提取物和酶制剂等都是可供选择的替代品。本实验室从来自土壤的嗜麦芽寡养单胞菌P28中分离出一种细菌素,将其命名为嗜麦芽菌素P28（maltocin P28）,这是第一个在嗜麦芽寡养单胞菌中被分离并鉴定的细菌素,对多株嗜麦芽寡养单胞菌有明显的杀菌活性。嗜麦芽菌素P28具有可收缩的类似肌尾噬菌体尾部结构,大小为120×20 nm。maltocin P28合成相关的基因簇推测由23个基因组成。orf1-orf9为非结构基因,编码调控与裂解蛋白。orf10-orf23为结构基因,编码结构蛋白与装配的辅助因子,除了orf10和orf19,其他结构基因的功能基本可以确定。由于嗜麦芽菌素P28表达调控机制复杂,在野生菌中表达量低,因此,考虑将其结构基因在大肠杆菌中进行异源表达,以实现嗜麦芽菌素P28的大量合成。为此,本论文首先对orf10和orf19这两个未知功能的基因展开研究。分别对orf10和orf19进行缺失突变,获得突变菌株P28Δ10和P28Δ19。检测培养物上清的杀菌活性发现P28Δ10的杀菌活性下降了87.5%,P28Δ19的杀菌活性则完全丧失。Western blot分析结果显示这2株缺失菌的胞内及培养物上清中尾鞘蛋白量与野生型菌株相比都没有显著变化,表明缺失orf10或orf19均不会影响尾鞘蛋白的合成以及嗜麦芽菌素的释放。电镜观察发现,P28Δ10合成的嗜麦芽菌素长度不再均一,大部分变长,而P28Δ19合成的嗜麦芽菌素不仅变长,而且中间是空的。该结果说明orf10是影响嗜麦芽菌素长度的基因。P28Δ10回补orf10后,上清杀菌活性与野生型的相同。但是,P28Δ19回补orf19的培养物上清仍然没有杀菌活性,电镜观察P28Δ19回补orf19后合成的嗜麦芽菌素是长的实心管状,说明orf19与尾管的装配相关。序列分析发现orf19在翻译过程中可通过-1位移码翻译得到ORF19.5,其终止密码子位于orf20起始密码子后第5个碱基处,这个新的基因命名为orf19.5。P28Δ19回补orf19.5后,培养物上清的杀菌活性恢复。以lac Z为报告基因,在嗜麦芽寡养单胞菌中测定该移码翻译的比例为4.87%。以上实验证明,maltocin P28合成过程中需要orf10和orf19.5基因才能正确装配。接着,用RT-PCR方法对maltocin P28所有结构基因的转录本进行了分析,结果显示14个结构基因可分为两个操纵子,其中第一个操纵子包含orf10-orf16,第二个操纵子包括orf17-orf23。将两个操纵子中的所有结构基因分别连入表达载体p ET-26b（+）,在大肠杆菌BL21（DE3）中进行表达。在胞内可以检测到具有杀菌活性的嗜麦芽菌素P28,使用丝裂霉素C进行诱导后,培养物上清杀菌活性可达3200 AU/m L,说明嗜麦芽菌素P28异源表达是成功的,且通过丝裂霉素C诱导可使嗜麦芽菌素P28释放到胞外。由于异源表达所得的嗜麦芽菌素产量不如野生菌高,因此,表达条件仍需进一步优化。综上所述,本研究对嗜麦芽菌素P28基因簇中orf10、orf19和orf19.5基因进行了功能研究,确定了它们是必需的结构基因,并完成了嗜麦芽菌素P28结构基因的异源表达,在大肠杆菌中成功合成了有杀菌活性的嗜麦芽菌素P28,为嗜麦芽菌素的应用与开发奠定了基础。