枯草芽孢杆菌Bs916中脂肽抗生素Bacillomycin L的操纵子结构及生物活性

【目的】明确枯草芽孢杆菌Bs916(Bacillus subtilis 916)分泌的脂肽化合物Bacillomycin L操纵子、结构和生物活性,阐明枯草芽孢杆菌Bs916防治病害的分子生化机制。【方法】采用LA-PCR和基因步行的方法克隆bacillomycin L的操纵子Bac;通过生物信息学的方法分析Bac操纵子的遗传特征;运用基质辅助解离质谱法测定Bac操纵子合成的脂肽类化合物bacillomycin L的分子量;利用碰撞诱导解离(CID)技术获得化合物的典型结构特征离子碎片测定bacillomycin L肽端的一级结构;通过平板对峙实验和溶血活性试验测定bacillomycin L的生物活性。【结果】克隆到全长约39.0kb的Bac操纵子,该操纵子由BacD、BacA、BacB和BacC4个多功能复合酶及1个启动子组成;生物信息学分析表明Bac操纵子与脂肽类化合物iturinA、mycosubtilin、bacillomycin D操纵子具有很高的同源性,然而也发现一段低同源性区域,该区域是一个新型Ser激活结构域。根据Bac操纵子特征推测Bac操纵子编码的脂肽类化合物可能是Bacillomycin L;Bac合成的脂肽类化合物的分子量分别为:1008,1022,1036和1050Da;推测属于相差一个(-CH2)亚甲基的同系物;脂肽化合物的一级结构为[cyclo-(Asn-Tyr-Asn-Ser-Glu-Ser-Thr-β-amino fattyacid)],该一级结构与以前报道的bacillomycin L的肽序列一致。生物活性测定结果表明其是一种生物表面活性剂,具有广谱抗真菌活性。【结论】本研究克隆了bacillomycin L的完整操纵子,并通过对操纵子生物信息学分析和生化试验鉴定了枯草芽胞杆菌Bs916分泌的脂肽bacillomycin L的化学结构,并阐明了生防菌Bs-916分泌的脂肽bacillomycin L是其抗真菌活性的关键因子。

脂肽类化合物bacillomycin L抗真菌活性及其对水稻病害的防治

生防菌Bs-916对水稻纹枯病具有很好的防治效果,分泌的脂肽类化合物bacillomycin L是其抗真菌活性的关键因子之一。Bacillomycin L抑菌活性的定性及定量分析结果表明:其对常见的12种病原真菌的菌丝生长均有抑制作用,但其对不同病原真菌的毒力存在显著差异。Bacillomycin L对番茄灰霉Botrytis cinerea和稻瘟病菌Magnaporthe oryzae的毒力最强,抑制中浓度(IC50)分别为0.28μg.mL-1和0.35μg.mL-1;对大多数病原真菌IC50在1～3μg.mL-1;对水稻恶苗病菌Fusarium fujikuroi和串珠镰刀菌F.moniliforme毒力最差,IC50分别为28.99μg.mL-1和45.92μg.mL-1。显微观察表明bacillomycin L能致畸病原真菌菌丝和抑制孢子萌发。Bacillomycin L对稻瘟病和水稻纹枯病都有一定的防治效果,当使用浓度为500μg.mL-1时,对水稻纹枯病和苗瘟的防效分别为70.8%和56.3%。研究结果表明,bacillomycin L具有广谱高效的抗真菌活性,具有开发为环境友好型生物农药的潜力。

表面活性素、杆菌霉素L、罗克霉素和泛革素4种脂肽类抗生素高效制备方法及其生物学活性

【目的】建立一种从枯草芽胞杆菌中高效快速制备4种脂肽类抗生素的方法,初步阐明制备脂肽类抗生素的生物学活性。【方法】通过构建脂肽类抗生素突变株,采用酸沉淀、有机溶剂抽提和固相萃取的方法从枯草芽胞杆菌Bs916及其突变株的发酵液中提纯表面活性素、杆菌霉素L、泛革素和罗克霉素4种脂肽类抗生素;运用HPLC-MS、SDS-PAGE电泳对制备脂肽类抗生素的纯度进行检测;最后采用西瓜枯萎病菌、金黄色葡萄球菌和绵羊血红细胞测定4种脂肽类抗生素的抗真菌、抗细菌和溶血活性。【结果】蛋白凝胶电泳和液相色谱联用质谱检测结果表明,制备的脂肽类抗生素均达到了电泳纯和色谱纯;生物活性分析实验结果表明,表面活性素和杆菌霉素L具有较强的溶血活性,泛革素和罗克霉素的溶血活性较弱,杆菌霉素L和泛革素具有较强的抗真菌活性,而表面活性素和罗克霉素具有较强的抗细菌活性。【结论】建立快速从芽胞杆菌中提纯4种脂肽类抗生素色谱方法,测定了4种脂肽类化合物的生物活性,为进一步探究脂肽类抗生素的构效关系、生物合成和开发应用奠定基础。