芽胞杆菌中的喷他霉素检测与分析

采用高效液相四级杆飞行时间质谱分析巴达维亚芽胞杆菌Bacillus bataviensis FJAT-10043发酵液中胞外代谢物的成分。运用安捷伦公司的Mass Hunter软件,对数据进行分子特征提取,并通过Metlin代谢物质谱数据库检索,获得总体代谢物的信息。在巴达维亚芽胞杆菌Bacillus bataviensis FJAT-10043发酵液中,用液相质谱检测到656种代谢物,通过Metlin谱库搜索得到初步鉴定结果的有121种。其中,喷他霉素是相对含量最高的成分。喷他霉素占该菌发酵液总代谢物相对含量的4.22%,匹配得分达到96.39,保留时间为2.7339 min。喷他霉素发现为巴达维亚芽胞杆菌来源的抗真菌抗生素的开发与利用提供理论依据。

喷他霉素的发酵培养基及工艺研究

本研究首先通过筛选获得了一株产喷他霉素的玫瑰藤黄链霉菌SIPI 2776-N1(产量为1.5 g/L),然后对其发酵的碳源和氮源进行筛选,并优化发酵培养基配方。结果表明,油脂对喷他霉素的合成有明显影响,棕榈油有利于产物的合成。摇瓶的发酵产量达到2.7 g/L。在5 L发酵罐中,通过调整培养基和采用分批补料的策略,使喷他霉素的产量达到5.8 g/L,为下一步工业化生产提供基础。

喷他霉素新生产菌的发现及产量提高

【背景】喷他霉素(pentamycin)是一种多烯大环内酯类抗生素,对白色念珠菌(Candida albicans)、阴道毛滴虫(Trichomonas vaginalis)和其他几种病原菌有显著的抑制活性,在瑞士已被注册用于治疗阴道念珠菌病、滴虫病和混合感染。【目的】发掘新的喷他霉素生物合成基因簇及其生产菌株,并通过基因工程改造方法提高其产量,为进一步提高喷他霉素产量、推动其工业化生产应用提供新思路及理论基础。【方法】通过BLASTp分析从细菌基因组中搜索喷他霉素已知生物合成酶的同源蛋白,进一步筛选出可能合成喷他霉素及其类似物filipin的新基因簇,使用多位点序列分析(multi-locus sequence analysis,MLSA)方法比较其所在宿主菌株的基因组相似性。利用组成型启动子kasOp*过表达LuxR家族转录调控基因ptnF以提高喷他霉素的产量。【结果】从细菌基因组中发掘获得了27个新的含有喷他霉素/filipin生物合成基因簇的菌株。并通过培养基筛选、发酵及代谢产物分析等证实了其中的米修链霉菌(Streptomyces misionensis)能够合成喷他霉素、filipin III等一系列化合物。进一步通过基因工程方法将喷他霉素的产量较野生菌株提高了4.34倍,达到101.7 mg/L,并且喷他霉素及filipin类似物总量达到146.1 mg/L,较野生菌株提高了3.28倍。【结论】本研究系统分析了细菌基因组中喷他霉素类天然产物生物合成基因簇及其所在菌株的多样性,通过实验证实其中的米修链霉菌能够合成喷他霉素及filipin类天然产物。此外,通过基因工程改造实现了喷他霉素产量的提高。本研究为构建更优的喷他霉素工业化生产菌株提供了新的元件、途径、菌株及理论基础。