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免疫抑制剂FK506可用于治疗器官移植排斥反应及自身免疫疾病,具有重要的应用价值。但是,目前FK506的生物产量很低,影响其商业化生产的经济性。因此,如何提高FK506的产量是当前亟需解决的关键问题。本文首先探讨了在遗传背景清晰的宿主中异源表达FK506生物合成基因簇,构建可定向调控FK506生物合成的新菌株。构建了FK506野生型菌株Streptomyces sp. KCCM11116P全基因组细菌人工染色体(Bacteria Artificial Chromosome, BAC)文库,筛选获得了一个带有全长FK506生物合成基因簇的BAC载体,利用人工设计片段,采用In-fusion和λ-RED介导的重组方法,快速构建了链霉菌BAC表达载体,继而通过放线菌接合转移方法构建了白色链霉菌Streptomyces albus J1074异源表达菌株,并验证了抗性基因和FK506生物合成基因在异源表达菌株中的转录活性。但是,异源表达菌株发酵实验未检测到FK506的生成,提示FK506生物合成基因簇的活性表达可能受到异源宿主特性的限制。其次,研究了利用转录调控因子的过表达提高FK506产量的可能性。为寻找新的转录调节因子,选择了来自海洋放线菌的调节蛋白SidR、Sx5140和SinR,及FK506生产菌基因组中克隆的两个SARP家族调控蛋白BulZ和BulY,将其分别在Streptomyces sp. KCCM 11116P过表达,构建FK506生产新菌株。发酵实验表明,Sx5140过表达后,新菌株中FK506的产量在发酵初期增加,而在后期与对照菌株基本持平,而BulZ和BulY过表达菌株FK506产量在不同发酵时期均高于对照,BulZ过表达菌株FK506产量最高,是对照菌株的1.6倍,而其他调节蛋白的过表达未发现FK506生物合成的增加。为进一步验证三个SARP家族调节蛋白对FK506生物合成的调控机制,对表达菌株和对照菌株FK506生物合成关键基因进行了实时定量PCR分析,结果表明,过表达这三种SARP家族调节蛋白,上调了参与FK506生物合成基因的表达量,以及负责合成信号分子gamma-butyrolactone受体蛋白的基因tsuR1。以上结果揭示了FK506生物合成调控中的全局表达调控方式,是对以往途径特异性调节研究的扩展。本论文的研究结果为进一步探究FK506生物合成的调控机制,并深入挖掘海洋放线菌的转录调控元件、构建发酵性能提高的抗生素生产新菌株提供了借鉴。