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“向海洋要药”是近年来新药开发的热点。在寻找海洋来源先导化合物的探索中,本课题组从海洋丝状真菌Phoma herbarum YS4108中分离到了一个结构新颖的细胞壁多糖YCP。该多糖具有很强的抗肿瘤活性,而且其硫酸化修饰物具有较强的抗凝血、抗氧化活性。已经完成的临床前试验和正在进行的临床试验的结果表明它在抗肿瘤药物的研发中具有很大潜力。然而,YCP的进一步研究和工业化生产面临着一系列问题。主要有:
1.得率低
尽管我们对YCP产生菌的发酵条件进行了优化,对YCP提取工艺进行了改进,其得率仍然只有菌丝湿重的0.1%,这已经严重阻碍了YCP的后续研究和可能的临床应用。
2.对产生菌的意义未知众所周知,微生物多糖对其产生菌的生长和/或致病性具有重要作用。许多多糖是抗渗透胁迫剂,可以帮助产生菌在高盐/高渗条件下生长;而有些是维持产生菌毒力所必须的。尽管本课题组对YCP的结构和活性已有诸多研究,其对产生菌的意义仍然是未知的。
为了解决这些问题,在分子水平改造YCP产生菌,调控YCP的生物合成显得必需。调控是两方面的:一方面,提高YCP合成水平可以解决得率低的问题;另一方面,降低其生物合成水平甚至彻底阻断其合成有助于探索YCP的生物学作用。鉴于P.herbarumYS4108的遗传转化系统尚未很好建立,与多糖合成相关的基因也未见克隆,本文做了如下两方面工作:
1.P.herbarum YS4108遗传转化的初步研究,包括内源性actin启动子的克隆及其在P.herbarum YS4108电转化中的应用,以及硝酸还原酶(NR)部分cDNA的简并克隆。该项工作目的是完善现有的P.herbarum遗传转化体系。
2.多糖合成相关基因的克隆,包括与YCP合成密切相关的UDP-葡萄糖脱氢酶(UGDH)全长cDNA的克隆,以及其他与多糖合成有关的基因(糖原分支酶,蛋白激酶C)部分cDNA的简并克隆。该项工作的目的是为YCP生物合成的研究提供有价值的信息。
取得了以下结果:
1.成功克隆了内源性actin启动子,验证其可在P.herbarum中启动外源基因表达,探索了最适电转化参数为0.75 kV,400Ω9μg质粒,对该菌的转化体系做了有益的补充;并克隆了硝酸还原酶部分cDNA序列,为开发P.herbarum的非抗生素标记遗传转化系统打下一定基础。
2.成功克隆了P.herbarum YS4108的UGDH全长cDNA,构建了该基因的超表达和RNAi载体;并克隆了糖原分支酶和蛋白激酶C的部分cDNA序列,使得两个基因的RNAi或反义抑制成为可能。该项工作为YCP生物合成以及P.herbarum生物学的深入研究打下了一定基础。