红树林来源厦门链霉菌及其产生抗纤维化活性厦门霉素的研究进展

海岸潮间带红树林来源的厦门链霉菌(Streptomyces xiamenensis)318菌株具有天然简化的基因组(5.96Mb)。从中分离得到的苯并吡喃类化合物厦门霉素具有显著抗纤维化活性。通过全合成研究,对厦门霉素的立体构型进行了确证。同时,通过生物合成途径的解析、全局性代谢网络动力学模型的分析,为构建高效的厦门霉素生物合成体系提供理论指导。经过培养基优化、生物合成基因簇加倍和核糖体工程育种,初步保障了后续的药学研究。对厦门霉素抑制增生性瘢痕的抗纤维化活性进行了体内和体外药效学研究,结果显示厦门霉素是治疗纤维化疾病的小分子药物候选物。

厦门霉素生物合成基因簇在白色链霉菌及吸水链霉菌FR-008中的异源表达

将携带有厦门霉素生物合成的整合质粒p LMO09404,通过供体菌大肠杆菌ET12567(p UZ8002)与受体菌白色链霉菌及吸水链霉菌FR-008进行接合转移,将得到的接合转移菌株经PCR验证后进行发酵,发酵液经HPLC和质谱检测.结果显示,厦门链霉菌来源厦门霉素基因簇可以在白色链霉菌及吸水链霉菌FR-008中异源表达.

发酵条件优化及基因簇加倍对厦门霉素生物合成的影响

【目的】优化发酵培养条件及加倍xim基因簇,提高厦门霉素的产量。【方法】采用单因素添加:C源(鼠李糖、葡萄糖酸)、无机N源(KNO3)、稀有金属元素(Sc Cl3)及A-Factor(γ-丁内酯),优化适宜厦门链霉菌318菌株产生厦门霉素的培养条件;通过位点特异性整合将厦门霉素生物合成基因簇进行加倍,构建高产的基因工程菌株厦门链霉菌318Pls1,并对其培养基进行了正交实验优化。【结果】与初产量(15 mg/L)相比,在GYM培养基中进行单因素添加可使318菌株的厦门霉素产量达到20 mg/L;而基因簇加倍菌株318Pls1在GYM培养基上的厦门霉素产量可达35 mg/L,在正交实验优化后的9#培养基中厦门霉素产量可达76.15 mg/L。【结论】对厦门霉素的发酵培养条件进行了优化,并通过基因簇过表达获得了生物合成能力提高的菌株,为进一步提高其产量奠定了基础。

抗性基因报告系统辅助选育厦门霉素A高产菌株

【背景】厦门霉素A是厦门链霉菌(Streptomyces xiamenensis)318菌株的主要次级代谢产物,具有显著的抗纤维化活性及药用潜力。但野生型菌株中厦门霉素A的产量仅有14 mg/L,其生产水平亟待提升。【目的】通过随机诱变-抗性标记筛选获得高产菌株并进行培养基优化,以提高厦门霉素A的产量。【方法】在厦门霉素A的生物合成基因簇后融合一个抗性基因,用于报告整个基因簇的表达水平。对构建的基因工程菌株进行常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变,从抗性水平高的突变菌株中筛选高产菌株,并通过培养基优化,使厦门霉素A产量显著提升。【结果】构建携带卡那霉素抗性标记的产厦门霉素A的工程菌MT-XN作为出发菌株,对该菌株进行一轮ARTP诱变,使用90 mg/L卡那霉素筛选,得到了厦门霉素A产量为101.7 mg/L的突变菌株MA-8。进一步通过响应面法优化培养基配方,在最佳培养基中MA-8菌株产生的厦门霉素A达到134.2 mg/L,较野生型菌株提高了845.1%。【结论】采用随机诱变-报告基因筛选系统,可快速筛选出厦门霉素A产量大幅提升的高产菌株,为后续的药物开发奠定良好的基础。