南昌霉素和寡霉素次级代谢合成的调控研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:hanyan0503
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
链霉菌是重要的抗生素及其他医畜用药物的产生菌。这些药物主要是伴随着菌体复杂的形态分化、通过严格的次级代谢合成途径产生的。无论是形态变化还是代谢合成,响应菌体内外影响因子的复杂而严密的调控网络都是非常重要的组成部分。本文主要研究与南昌霉素和寡霉素次级代谢合成途径特异性相关的调控因子,并利用调节基因异源互补的方法探索南寡霉素合成基因簇的体内转录激活。  南昌霉素生物合成基因簇包含7个可能的调节基因。基因nanR1和nanR2编码的蛋白具有典型SARP的结构域,尤其与结构类似物莫能霉素合成途径的特异性激活因子MonR1同源性非常高。通过RT-PCR实验,南昌霉素转录本组成得到确定。通过对基因簇序列和同源蛋白氨基酸序列的分析,南昌霉素基因簇中5个转录本的启动子区和莫能霉素基因簇中与其中3个同源的基因的启动子区预测出了可能的SARP蛋白结合位点。通过体内基因缺失与回补、突变株中RT-PCR转录分析研究这两个调控基因的功能,揭示出NanR1和NanR2是南昌霉素生物合成的途径特异性转录激活因子。同时增加两个基因的拷贝数,获得了一株南昌霉素高产菌株。突变株中受到转录调控的转录本与带有预测的SARP靶序列启动子的转录本吻合,提示我们生物信息学方法可为次级代谢合成途径的调节研究提供更多的帮助。  nanR4基因编码了AraC家族的调节蛋白。中断这个基因,我们获得了另一种南昌霉素的高产菌株,确定了nanR4基因产物抑制南昌霉素合成。通过基因回补恢复nanR4的拷贝数量,增产现象消失。通过转录分析发现,NanR4的失活首先以某种机制使nanR1和nanR2的转录量得到提高,通过这个两个SARP激活因子的级联放大,抗生素合成结构基因的转录量以更大的幅度被提高,最终使南昌霉素高产。南昌霉素基因簇其他的调节基因不受NanR4转录调节。已知的链霉菌抗生素合成途径相关的AraC家族调节蛋白都是转录激活因子,尚未发现抑制抗生素合成的功能,因此我们在南昌霉素合成途径中发现了一个新型的AraC家族转录抑制因子。  同时,通过基因中断和突变株产物的高效液相分析,南昌霉素基因簇中其他的调节相关基因对南昌霉素合成的影响并不显著,不是限制产量的关键因素。对南昌霉素生物合成调节基因的功能分析,十分有利于提高南昌霉素的产量,解除限制其产业化生产和大规模使用的瓶颈,丰富了对抗生素生物合成调控的认识,并为菌种的定向遗传改造拓宽了方向。  在寡霉素基因簇中有两个编码LAL家族蛋白的基因olmRⅠ和olmRⅡ。对这两个基因分别进行缺失,所得突变株均不能合成寡霉素。在olmRⅠ突变株YQ6中,寡霉素基因簇的PKS基因和后修饰基因的转录水平都明显降低。在olmRⅡ突变株YQ18中,仅寡霉素基因簇右侧的PKS基因和后修饰基因的转录水平明显将低。上述结果显示两个LAL家族蛋白都是依靠结合启动子区域激活寡霉素合成基因转录的正调控因子。在这两个寡霉素不产的突变株中,链霉菌的另一主要产物阿维菌素A2a、A1a两个组分产量提高。南昌链霉菌中有一个与寡霉素生物合成基因簇高度同源的沉默基因簇——南寡霉素基因簇。后者与前者的区别在于缺少了两个LAL家族蛋白中的OlmRⅠ同源蛋白。但是分别将olmRⅠ单基因和olmRⅠ-RⅡ双基因异源互补南昌链霉菌均不能激活南寡霉素基因,进而得到以氨基酸序列预测出的寡霉素类似物。南寡霉素基因簇的沉默不仅是调节基因缺失导致的,还有更复杂的原因。
其他文献
粒子群优化算法是由美国心理学家James Kennedy和电气工程师Russell Eberhart在1995年共同提出的一种并行演化计算技术,源于对一个简化社会模型鸟群捕食系统的模拟。粒子群算
目的:  通过构建人类矮小同源盒基因(hSHOX)的慢病毒,转染Micromass培养的小鼠胚胎肢芽间充质细胞,观察软骨小结形成,并以Real time PCR检测软骨发育相关基因的表达,探讨hSHOX基因
太赫兹技术是目前世界范围内研究较为活跃的领域,其在生物医学、安全检查、空间通讯以及武器制导等应用领域具有十分重要的发展潜力和广泛的应用前景。而太赫兹辐射源的研究是
车辆管理过程中信息数据是关键,其反映出车辆管存与应用过程中的状况,通过数据信息分析可有有效调整车辆应用管理工作.车辆管理中应当加强信息化以及标准化建设,企业通过数字
玉米粗缩病是由玉米粗缩病毒、水稻黑条矮缩病毒或Mal de Rio Cuarto virus引起的一种世界性病毒病,主要通过灰飞虱进行持久性传播。近年来,该病在我国玉米部分主产区流行,给玉米生产造成了严重的经济损失。因此,怎样控制玉米粗缩病的发病率,是一个具有重要现实意义的问题。选育和推广抗病品种是防治玉米粗缩病最经济、有效的方法。目前,粗缩病抗性育种主要是利用玉米种质资源的遗传抗性。但高抗粗缩病
通过对国内外毛细管放电类氖氩C线69.8nm激光的研究进展的总结和分析,确定了本论文的研究内容主要围绕实现69.8nm激光的增益饱和展开。  在理论方面,对69.8nm激光的产生机制
甘蔗(Saccharum officinarum L.)是一种及其重要的糖料和经济作物,但日益严重的病害却制约了甘蔗产业的发展,甘蔗黑穗病是对甘蔗危害最为严重的一种病害。传统防治方法对黑穗病的防治效果甚微,利用植物基因工程技术把抗病基因导入甘蔗优良品种,使其得到有效表达从而表现出抗病性,是防治甘蔗真菌病害最为有效的途径之一。蒺藜苜蓿防御素MsDef1是从蒺藜苜蓿(Medicago truncatu
新时期,互联网时代的到来,对各行各业都产生了十分重要的影响.因此在这种背景下,公共图书馆要对图书管理模式进行创造性研究,科学利用信息化建设为基层公共图书馆事业建设和
第一部分未成熟缺血心肌模型制备及评价目的探讨离体幼大鼠心脏停灌或无糖氧灌注一定时间制备未成熟缺血心肌模型的可行性及评价方法。方法88只22±2天SD幼大鼠,体重60~80g,雌雄
目的:探索白血病异常表达基因hCLP46(Poglut1)在Notch信号通路和白血病细胞增殖调控中的作用,并探索影响hCLP46功能的关键结构域。   方法:采用Western blot、Real Time PCR