嘧肽霉素生物合成阻断突变株原生质体制备和再生条件的研究

针对嘧肽霉素的生物合成阻断突变株,研究了其最佳的菌体培养、原生质体制备和再生条件。采用改良的含15%蔗糖、0.5%甘氨酸的YEME液体培养基振荡培养36h,获得细腻丰富的菌丝体;对不同的酶浓度、酶解温度和酶解时间进行3因子4水平的正交试验,筛选最佳酶解条件为:溶菌酶浓度2mg·mL-1,28℃,作用90min,可获得最高的制备率为99%;再生培养基以R2YE为最佳,采取直接涂布方式,25.5℃培养可达48%的再生率。

31-去甲氧基-他克莫司的突变生物合成

目的通过突变生物合成获得31-去甲氧基-他克莫司。方法针对大环内酯类免疫抑制剂他克莫司的聚酮链起始底物4,5-二羟基-1-烯-环己酸(DHCHC)合成酶fkbO基因,构建基因敲除载体pFIM412-fkbO并对他克莫司产生菌Streptomyces sp.FCZ-0311 fkbO基因进行框内缺失。结果获得突变株Streptomyces sp.OD14-1,经摇瓶发酵和产物HPLC分析,该突变株完全丧失了合成他克莫司的能力。在OD14-1摇瓶发酵36h后添加DHCHC类似物反式-4-羟基环己烷羧酸,发酵6d后经HPLC-MS检测发现分子量为773的他克莫司衍生物31-去甲氧基-他克莫司。结论构建了可用于他克莫司突变生物合成的基因工程菌Streptomyces sp.OD14-1,并通过外源物质的添加获得31-去甲氧基-他克莫司。

诺西肽突变生物合成的研究（Ⅰ）

主要介绍诺西肽（ｎｏｓｉｈｅｐｔｉｄｅ）产生茵活跃链霉菌ＡＴＣＣ２５４２１营养缺陷型的筛选、突变株的耐药性改变及其产生的突变化合物理化性质的初步检测。结果显示在２０００μｇ／ｍｌＮＴＧ浓度下，采用ＰＨ９ＴＭ缓冲液作诱变介质，处理０．５～２小时，营养缺陷型出现率可达０．３２％。经观察２００００个菌落，获氨基酸营养缺陷型４６株，其中有丝氨酸缺陷型２株、苏氨酸缺陷型１株、色氨酸缺陷型１株，它们与诺西肽生物合成有关。这些突变株的耐药性发生了改变，并产生了一些与诺西肽不同的突变化合物，这些化合物将提供有关诺西肽生物合成的信息。

突变生物合成在微生物药物领域的研究进展

突变生物合成作为产生抗生素衍生物的重要手段,自20世纪70年代兴起以来,发挥了巨大作用,已开发出许多至今在临床上仍广泛使用的抗生素品种。随着基因技术的发展,突变生物合成技术可直接对次级代谢途径中一特定酶基因进行改造获得突变株,大大提高了工作效率和准确性。本文综述了突变生物合成技术在微生物药物领域的应用,特别是结合基因技术进行突变生物合成研究的新进展。

仿突变生物合成调控对土曲霉C23-3次生代谢产物的影响

【目的】丁内酯I是土曲霉(Aspergillus terreus)产生的一种具有多样生物活性的小分子天然产物,对其结构多样性拓展的探索具有重要意义。以一株高产丁内酯I的海洋来源土曲霉C23-3作为基础菌株,研究丁内酯前体小分子类似物和前体合成酶抑制剂对其次生代谢的影响。【方法】以海水马铃薯液体培养基为基础培养基,以3种前体小分子类似物和3种对羟基苯丙酮酸的合成酶抑制剂作为化学诱导剂,在静置发酵条件下进行菌株的化学调控培养。采用高效液相色谱、高效液相色谱-离子阱质谱联用及基于质谱的分子网络和数据库挖掘分析次生代谢产物的产量和多样性。【结果】多数前体小分子类似物和合成酶抑制剂对丁内酯I产量均有不同程度抑制,而高浓度的前体小分子类似物3,4-二羟基苯丙酮酸、两种合成酶抑制剂联用及这三者的联用表现出了较强的抑制效果;并且在丁内酯I的合成受到强烈抑制条件下,丁内酯类、土震素类、洛伐他汀类等多类次生代谢产物的合成也下降,但一种环肽类化合物产量超过10倍的大幅提升,可能是菌体对作为群体感应信号及全局性转录因子lae A诱导子的丁内酯I合成受到压制胁迫的一种应激反应,具体机制有待深入研究。【结论】丁内酯I的前体确为对羟基苯丙酮酸,3,4-二羟基苯丙酮酸及对羟基苯丙酮酸合成酶抑制剂可用作抑制丁内酯I合成的小分子工具,以用于仿突变生物合成的进一步探索以获得多样化丁内酯衍生物,也可诱导产生环肽类化合物。

开发微生物来源天然产物的新技术

微生物在药物的开发中具有十分重要的作用,主要表现在微生物的次级代谢产物具有结构多样性、活性广泛性和临床有效性,其中许多化合物或其衍生物已经成为临床治疗多种疾病的药物。开发微生物来源的天然产物包括寻找新资源和革新新技术。本文介绍微生物药物的优点和局限性,获得更多微生物资源的途径以及微生物药物研发中5种新技术的应用,并探讨了各自的局限性。

防治畜类寄生线虫的又一阿维菌素类化合物——道拉菌素

道拉菌素是利用生物突变合成方法得到的新型阿维菌素族广谱抗寄生虫药。它的化学结构和作用机制与依维菌素相似。试验证实道拉菌素在低剂量下对多种体内外寄生虫具有良好的防治效果。

杂合抗生素的研究进展

根据抗生素生物合成原理而设计的突变生物合成和杂交生物合成,以及利用抗生素产生菌的遗传学原理而设计的原生质体融合、基因工程,用于产生杂合抗生素的研究已在众多的实验室获得成功。本文对这四个方面的新进展作了综述。

基于吲哚酸单元的那西肽生物合成途径中酶底物容忍度研究

那西肽(NOS)是硫肽类抗生素的典型代表,具有非常好的抗菌活性,但水溶性差以及生物利用度低等问题限制了其临床上的应用.由于其结构复杂,采用化学全合成方式获得理化性质改善的类似物难以进行.在前期那西肽生物合成研究的基础上,以侧环3-甲基-2-吲哚酸(MIA)类似物作为化学探针,通过探针分子与突变株共同发酵并结合发酵产物的高分辨质谱数据,探究了那西肽生物合成酶的底物容忍度.研究结果表明,那西肽生物合成酶对F, Cl, CH3取代的MIA类似物有一定的耐受能力,对大位阻取代基(NO2, CF3, Ph)的MIA类似物不能耐受,同时MIA上取代基团的结构大小和性质也影响了NOS生物合成途径中相关酶蛋白对其识别、转运和上载等步骤.不仅探究了NOS生物合成途径中相关酶蛋白的底物容忍度,有望通过生物合成途径工程获得NOS的类似物;同时为采用酶的定向进化技术以改善NOS生物合成过程中限速步骤酶的底物容忍度,拓展利用NOS产生菌获得更多类似物提供了借鉴.

硫肽类抗生素类似物合成进展

硫肽类抗生素是一类富含硫元素且被高度修饰的聚噻(噁)唑多肽类天然产物,该家族化合物以其复杂的分子结构、良好的生物活性以及新颖的抗菌作用模式而成为研究热点.近年来,对于硫肽类抗生素类似物的合成研究发展迅速.综述了通过化学半合成、组合生物合成以及前体导向突变生物合成方法获得的硫肽类抗生素类似物的研究进展.