LAL途径特异性转录因子研究进展

链霉菌可产生许多具有重要应用价值的次级代谢产物，如抗生素、免疫调节剂、抗肿瘤药物等，它们已经广泛应用于临床医药中。次级代谢产物的生物合成受到转录因子的调控，转录因子通过控制结构基因的转录激活或阻遏解除，决定了表达方式和程度。LuxR家族大ATP结合调控因子（large ATP-binding regulators of the LuxR family, LAL）是一类新的次级代谢途径转录因子，由900～1000个氨基酸残基组成，它的N-端具有Walker A和Walker B模体的ATP／GTP结构域，C．端具有保守的LuxR家族螺旋一转角．螺旋模体的DNA结合域。已在40余种次级代谢产物生物合成基因簇中发现LAL，本文对LAL途径特异性转录调控的研究进展进行综述。

生合成途径特异性转录因子及其激活真菌沉默次级代谢产物的研究进展

真菌次级代谢产物一直以来都是现代天然药物研究的重要资源,如何应用新技术和新方法高效快速地从真菌中发现更多活性独特的新颖次级代谢产物,一直是该领域研究的热点。近几年,真菌全基因组测序和生物信息学分析表明,真菌基因组中包含大量处于"沉默"(silent或cryptic)状态的次级代谢基因簇,这意味着真菌基因组中还有丰富的次级代谢产物生物合成潜能有待于激活和挖掘。生合成途径特异性转录因子(pathway-specific transcription factor)能够激活和调控真菌"沉默"次级代谢产物基因簇的转录表达,促进相应代谢产物的生物合成,从而提高新代谢产物的发现几率,已成为挖掘真菌沉默基因簇、激活菌株代谢潜能的有效手段。本文对目前生合成途径特异性转录因子及其激活真菌次级代谢产物的研究进展进行综述。

蛋氨酸特异性合成途径关键酶——高丝氨酸O-酰基转移酶的研究进展

在蛋氨酸生物合成过程中,蛋氨酸特异性合成反应的第一步是高丝氨酸酰基化,由高丝氨酸O-酰基转移酶催化,生成酰基高丝氨酸。高丝氨酸O-酰基转移酶受到末端产物蛋氨酸和S-腺苷蛋氨酸的反馈抑制和反馈阻遏,且高温下极易失活,严重影响碳流流向蛋氨酸,是蛋氨酸生物合成的关键酶,因此对高丝氨酸O-酰基转移酶的研究和改造具有重要意义。但目前关于高丝氨酸O-酰基转移酶的改造和研究较少,在微生物代谢途径中,碳流不能过多流入蛋氨酸合成途径,制约了微生物过量积累蛋氨酸,阻碍了发酵法生产蛋氨酸的工业进程。本文简述了高丝氨酸O-酰基转移酶在蛋氨酸生物合成途径中的作用,在介绍该酶的结构、催化机制和研究现状的基础上,提出该酶在反馈抑制和提高稳定性方面的分子改造策略。

维生素E增强动物免疫力的途径及机制的研究进展

本文从不同侧面、不同层次介绍了VE对动物机体免疫的方式及机制。主要内容包括：特异性细胞免疫途径、特异性体液免疫途径、细胞因子途径、免疫继代途径、疫苗佐剂途径、内分泌途径、非特异性细胞免疫途径、免疫系统生长发育途径等。

放线菌调节抗生素合成的两面性

控制放线菌生产抗生素的一些共同的调节机制,涉及调节基因产物控制抗生素生物合成基因的转录及低分子量信号分子γ-丁内酯家族的相关参与,抗生素正负调控机制相互作用具有两面性。

固氮施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501同化硝酸盐代谢基因簇分布及调控研究

固氮施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501在有氧条件下能够利用硝酸盐/亚硝酸盐为唯一氮源生长,表明该菌除了具有固氮和反硝化等氮循环系统外还有同化硝酸盐/亚硝酸盐系统。为进一步阐明该菌同化硝酸盐的代谢机制,利用生物信息学手段分析了硝酸盐同化相关基因的组成及分布情况,并初步研究了同化硝酸盐途径特异性调控关系。结果表明,P.stutzeri A1501中存在两个硝酸盐同化基因簇nasST-nasA-nirBDnasBcobA和nasR-nasFED,分布于基因组不同部位。第一个基因簇中nasS-nasT编码二元抗转录终止因子,nasA编码NarK/NasA家族硝酸盐转运蛋白,nirBD编码亚硝酸盐还原酶,nasB编码同化硝酸盐还原酶,cobA编码参与西罗血红素合成的尿卟啉-ⅢC-甲基转移酶;第二个基因簇中nasR编码单一组分抗转录终止因子,nasFED编码ABC型(ATP依赖)硝酸盐/亚硝酸盐转运蛋白。NasS-NasT双组分蛋白调控硝酸盐/亚硝酸盐还原酶基因的转录,NasR调控硝酸盐/亚硝酸盐转运蛋白基因的转录。

大环内酯类免疫抑制剂他克莫司的生物合成机制研究进展

他克莫司(FK506)是一种来源于土壤链霉菌的大环内酯类免疫抑制剂,由典型的聚酮合酶(PKS)-非核糖体肽合成酶(NRPS)杂合系统负责催化其生物合成.他克莫司的化学结构特殊,包括骨架环的哌啶单元、4-羟基-3-甲氧基环己基官能团,以及甲氧基和烯丙基侧链.近年来,关于他克莫司的生物合成机制,特别是其特殊前体的形成途径的研究发展迅速.对他克莫司生物合成的酶学基础进行了系统性地综述,重点总结了其前体形成机制的研究新进展.

工程改造龟裂链霉菌提高土霉素产量

土霉素是由龟裂链霉菌合成的一类广谱性抗生素,前期研究工作证明其生物合成受其自身途径特异性调控蛋白OtcR的直接调节,OtcR能够激活和促进土霉素合成基因簇的转录表达。在龟裂链霉菌M4018宿主内利用强启动子单独过表达OtcR蛋白,使土霉素的产量提高到原来产量的4倍;为了进一步提高土霉素产量,在M4108宿主内表达乙酰辅酶A羧化酶基因,提高其胞内土霉素合成的前体物丙二酸单酰辅酶A的含量。对出发菌株M4018进行工程改造,同时过表达途径特异性调控蛋白OtcR和乙酰辅酶A羧化酶,发酵检测改造后的重组工程菌株土霉素的产量由1.37g/L提高到9.09g/L,该研究策略对工程改造龟裂链霉菌提高土霉素的产量具有重要的指导意义。

多烯大环内酯类抗生素生物合成基因簇中调控因子的研究进展

多烯大环内酯类抗生素具有良好的抗真菌活性,广泛应用于医疗卫生、食品加工和农业生产领域。随着高通量测序技术和生物信息学技术的发展,越来越多的链霉菌抗生素生物合成基因簇被发现和鉴定,调控因子作为生物合成基因簇中的重要组成部分,在庞大复杂的调控网络中起着至关重要的作用。本文总结了链霉菌中重要的调控因子类型,综述了多烯大环内酯类抗生素生物合成基因簇中调控因子的生物学功能、结合位点、作用机制等研究进展,并展望了后续研究工作。