非核糖体肽合成酶缩合结构域基因片段克隆

从大连渤海海域筛选出1株放线菌L1,结合形态观察、生理生化实验和16S rDNA分子鉴定,确定L1属于链霉菌属球孢链霉菌(Streptomyces globisporus)。根据GenBank发布的非核糖体肽合成酶(NRPS)序列设计引物,从放线菌L1的基因组DNA中扩增获得NRPS基因片段。测序结果及比对分析表明该片段属于NRPS缩合结构域部分序列。三维建模显示其结构呈V型,包含缩合结构域核心序列,与数据库已知结构相一致,可以推断该克隆片段为NRPS缩合结构域基因片段,为后续深入研究缩合结构域特异性与相关NRPS功能提供基础。

短DNA片段缩合结构的比较研究

本文利用透射式电镜对四种短DNA片段(500、1100、1500、2700 bP)的缩合结构进行了比较研究得出很有意义的结果。定量研究证实短至500 bP的DNA分子仍可形成复曲面,且分子量相差5倍多的DNA片段缩合形成的复曲面尺度大小一致。复曲面外径为400A左右。从而进一步证实作者与Arscott及Bloomfield关于复曲面尺度独立于DNA分子量,及短DNA片段的缩合是多分子缩合的结论。此外,观测到缩合中间结构的尺度依DNA分子量大小不同而变化,同时分子量愈小的DNA片段产生另一种缩合结构—棒体的几率愈大。

非核糖体肽合成酶主要结构域的研究进展

微生物的非核糖体肽合成酶(NRPS)可以催化合成众多结构多样的活性肽。NRPS组装链由多个模块组成,每个模块负责相应单体结合到新生肽的主链中,模块合成策略的核心为C-A-T三结构域单位。本文综述了与NPRS主要结构域相关的研究进展。

非核糖体肽合成酶体系设计和改造研究进展

自然界中,微生物合成肽类化合物一般通过核糖体途径合成核糖体肽,而非核糖体肽(nonribosomal peptide,NP)是一类不通过核糖体途径、由非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide synthetase,NRPS)催化合成的肽类化合物。非核糖体肽合成酶是一种模块化、线性化组装的酶,以类似流水装配线的方式发挥作用。它们产生的次生代谢物多肽通常具有非常复杂的结构,其中有许多是具有重要药理意义的天然产物。NRPS的模块化性质导致其可以通过模块重组实现产物多样化,基于这个发现,科学家们对其进行了深入研究,以期通过人为改造和重构等方式产生更多更有价值的产物。该文集中介绍近年来通过NRPS人工改造和重组等方式生产多肽的研究,为未来发现和生产新的生物活性化合物提供思路。

三倍体毛白杨浆及其废液中木素的化学结构

该文用核磁共振(13C--NMR)及红外光谱(FT--IR)等手段,探讨了人工培育的速生材———三倍体毛白杨硫酸盐及碱性--亚钠两种制浆方法中,浆中残余木素及废液中木素的结构.结果表明,与硫酸盐浆(KP)相比,碱性--亚钠法浆(ASP)中残余木素含有较少的缩合型结构以及木素与半纤维素的连接;两种废液木素中都含有大量的苯环及甲基、亚甲基结构,几乎不存在烷基芳基醚键结构;与KP相比,ASP废液中木素含有较多的羧基、缩合型愈创木基结构以及愈创木酚型的伯醇醚.

三倍体毛白杨木素结构特性的研究

为了深入了解三倍体毛白杨的制浆漂白性能,本研究用硝基苯氧化法分析了三倍体毛白杨的木素单元结构,并对三倍体毛白杨进行了硫酸盐法和碱性亚钠-蒽醌法制浆,提取了两种未漂浆的浆中残留木素,用红外光谱和13C-NMR详细分析了其结构,研究结果表明:和普通毛白杨相比,三倍体毛白杨木素缩合型结构的比例较高;和硫酸盐法制浆相比,碱性亚钠-蒽醌法制得的浆中含有较少的木素缩合结构和木素-碳水化合物复合体(LCC),羧基含量较低.这些研究结果为进一步研究三倍体毛白杨浆漂白性能打下基础.

非核糖体肽合成酶催化模块的重构与多肽合成

天然次级代谢产物是重要的药物来源,非核糖体肽(non-ribosomal peptide,NRP)是自然界中广泛存在的次级代谢产物,其多样的化学结构使其具有多种生物活性,如抗炎、抗肿瘤、抗病毒等。基于非核糖体多肽合成酶(nonribosomal peptide synthetases,NRPS)模块化线性合成多肽的原理对其催化模块进行改造、重组,定向设计多肽的生物合成途径以获得目的多肽已成为一个研究热点。然而杂合NRPS存在催化模块无法加载目标氨基酸或多肽合成效率显著降低等诸多问题,限制了其应用。近年来,NRPS腺苷酰化域(adenylation domain,A域)及缩合结构域(condensation domain,C域)的底物选择性、NRPS亚基间对接域(docking domain,DD)和模块间连接区(linker)的研究已取得较大突破。从C域对底物的选择性及以不同融合边界进行催化单元替换两方面进行综述,介绍NRPS催化模块重构的研究进展,并概述了各替换方案的优点与局限性。

海鞘来源放线菌Streptomyces pratensis SCSIO LCY05中skyllamycins的发现及其生物合成分析

目的挖掘海鞘来源放线菌Streptomyces pratensis SCSIO LCY05生产含肉桂酰独特结构单元的skyllamycins类环肽的潜能,并深入分析skyllamycins生物合成基因簇的新特征。方法利用Illumina Hiseq和Pacbio SMRT测序平台对S.pratensis SCSIO LCY05基因组DNA进行全基因组测序,通过生物信息学手段对菌株基因组的生物合成基因簇进行预测和基因功能注释,采用OSMAC(one strain many compounds)策略对S.pratensis SCSIO LCY05菌株进行发酵优化,结合萃取法、色谱学和波谱学等方法对该菌株的次级代谢产物进行分离和结构鉴定,并对得到的化合物的生物合成途径进行推导及对新颖的合成特征进行挖掘。结果全基因组测序结果表明,S.pratensis SCSIO LCY05菌株的基因组全长为8.42 Mbp,共含有35个生物合成基因簇,该基因组上的基因簇20与skyllamycins生物合成基因簇的相似度为95%。在OSMAC策略的优化基础上,发现S.pratensis SCSIO LCY05菌株在SCAS培养基中出现了2个具有典型吸收特征的峰,经鉴定为skyllamycin A和skyllamycin B环肽化合物,并推导了其生物合成途径。进一步的聚类分析发现skyllamycins装配线上的C_(11)结构域可能是具有缩合和异构化双重功能的结构域,负责skyllamycins中第11个氨基酸的组装和异构化。结论本研究不仅发现海鞘来源放线菌S.pratensis SCSIO LCY05经OSMAC策略的优化后可产生skyllamycins类环肽化合物,并揭示了skyllamycins生物合成过程中的新特征,同时也为skyllamycins类化合物生物合成机制的深入阐释及其进一步的开发利用提供了新的菌株资源。