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茴香霉素具有独特的反式二醇吡咯烷结构,它作为一种蛋白质合成抑制剂对病原性原生动物和真菌具有强大的选择活性。临床上曾成功应用于治疗阿米巴原虫和阴道毛滴虫,并存在潜在的抗肿瘤活性。此外它作为用抗生素农抗120中的一种重要的活性成分,在中国广泛应用于防治农作物的真菌病虫害,比如农作物白粉病、西瓜腐烂病、水稻纹枯病等。因此,茴香霉素自1954年发现以来吸引了众多科学家的研究兴趣。虽然茴香霉素的化学合成方法已经被报道,但基于其步骤的相对复杂性和产率问题,破解其生物合成机制仍然是进行茴香霉素品质和品种改造的重要手段。在前期工作中,通过以生物活性为导向高通量异源表达筛选方法成功克隆到了刺孢吸水链霉菌北京变种(Streptomyces hygrospinosus var.beijingensis)中茴香霉素的生物合成基因簇,并推测了其生物合成途径,但其生物合成的调控机制仍然不清楚,从而限制了通过调控基因的改造来提高S.hygrospinosus var.beijingensis中茴香霉素的产量。在本研究中,通过基因回补与过量表达实验证明了LuxR家族的转录调控蛋白AniF对激活茴香霉素的生物合成是不可或缺的,且过表达菌株能够提高茴香霉素及其衍生物的产量。其中茴香霉素产量提高了1.2倍,脱乙酰茴香霉素产量提高了2.9倍,组分III产量提高了2.1倍,组分IV产量提高了3.4倍。基于生物信息学分析,推测AniF属于LuxR家族的非典型应答调控蛋白(Atypical response regulators,ARRs)。随后通过Real Time-PCR证明茴香霉素生物合成基因簇包含两个转录单元,进一步实时荧光定量PCR(RT-qPCR)揭示了AniF作用于操纵子aniR-G前的启动子区,从而正调控茴香霉素的生物合成。最后,通过凝胶阻滞实验(EMSA)和DNase I footprinting实验确定了AniF精确的结合位点,证明了AniF在aniR的启动子区有一个的结合位点,它包含有一对反向重复序列(5’-GGGC-3’)。此外小分子信号竞争实验证明了茴香霉素及生物合成途径的4个中间体对AniF的结合作用没有影响。总之,本研究在前期茴香霉素生物合成研究的基础上,运用基因回补、过表达,生物信息学分析,RT-PCR,RT-qPCR以及EMSA和DNase I footprinting等实验手段揭示AniF正调控茴香霉素的生物合成,完善了对茴香霉素生物合成机制的理解,为进一步构建茴香霉素及其衍生物的高产工程菌株提供了理论基础。