Streptomyces albovinaceus DSM 40136中环二肽的盐胁迫发掘

该文选择陆生放线菌Streptomyces albovinaceus DSM 40136,结合菌株肽类次级代谢产物生物合成基因簇的分析,利用盐胁迫策略对其进行产物发掘,成功地利用添加海盐质量分数为3%的M-ISP4培养基激活菌株生产出具有多种生物学活性的环二肽Cyclo(L-Pro-L-Leu).该产物的发掘表明:利用海盐胁迫策略可有效应用于陆生放线菌次级代谢潜能的激活,且新产物的发掘也为环二肽生物合成研究及代谢工程改造提供了良好的出发菌株.     

纳他霉素合成生物学技术取得重大突破,实现产业化

<正>纳他霉素是国际广泛批准使用的生物防腐剂,市场前景巨大,但其生产菌发酵单位低,限制了其大规模应用,浙江省微生物生化与代谢工程重点实验室利用合成生物学技术近日取得了重大突破。实验室以自行选育的具有自主知识产权的工业链霉菌恰塔努加L10为高产改造对象,针对其内纳他霉素生物合成途径,敲除了主要杂质色素和其他次级代谢产物合成基因,消除了杂质合成;通过高表达PPTase基因提前激活纳他霉素合成基因簇;利用基因表达浓度梯度调控技术,改造纳他霉素合成酶之     

海洋琼胶降解菌FG15基因组从头测序分析

为充分了解琼胶降解菌FG15的基因功能和代谢途径,本研究使用SOAP de novo 2.04对Illumina Hiseq2000平台测序产生的基因片段进行了拼接和组装,同时利用Glimmer 3.02来预测基因的开放性阅读框,并采用蛋白质直系同源基因簇(COG)、基因本体数据库(GO)以及京都基因和基因组百科全书(KEGG)的数据来预测其基因功能,获得了代谢途径.结果表明:FG15的基因组大小为5.10 Mb,G+C含量为44.58%,共有38条Scaffolds,4 922个开放性阅读框,82个tRNA,2个rRNA;通过COG分析可将菌株FG15注释到22种COG功能类型,主要包括细胞代谢、细胞信号转导等;利用GO注释可将FG15注释到3大类39个GO功能亚类上;KEGG分析能将其定位到154个代谢通路中,包括物质代谢、次生代谢产物的生物合成等.次生代谢产物的合成代谢途径精确显示,FG15能合成青霉素和头孢菌素,且其与抗生素抗性实验的结果一致.研究结果为FG15功能基因组学的研究和相关次级代谢产物的生物合成途径以及异源表达的研究提供了理论基础.     

微生物多糖的生物合成及代谢工程研究进展

综述了微生物多糖的生物合成途径、基因簇结构与功能和代谢工程的研究进展。真菌多糖的合成途径主要包括:前体核苷酸糖(单糖的活化形式)的合成、合成的起始反应、重复单元的延伸、翻转和聚合、多糖的输出。多糖合成过程中涉及大量的基因,大多数基因存在多糖合成基因簇中,随着基因测序技术的发展,大量的多糖合成基因簇被发现和研究。研究表明:通过调控涉及糖核苷酸合成途径的酶水平可提高胞外多糖的产量,而增加多糖合成基因簇基因在微生物中的表达,可产生更高的多糖合成代谢流。     

萜类微生物生物合成研究进展

萜类是一类具有重要研究及药用价值的天然化合物.近年来,随着萜类合成途径中各种关键酶基因克隆、异源表达和功能鉴定,许多萜类生物合成途径逐渐清晰.以萜类微生物生物合成过程中的中间产物为线索,综述了应用代谢工程、合成生物学、系统生物学等技术开展的萜类微生物生物合成的研究进展.     

青霉菌组蛋白去乙酰化酶基因的敲除及其次级代谢产物变化

丝状真菌尤其是青霉菌Penicillium代谢的各类次级产物日趋成为研制新药的重要来源，很多药物如抗癌药物、抗生素、免疫抑制剂等均来源于真菌。然而真菌次级代谢受多因素的影响，其中表观遗传修饰起到重要的调控作用。组蛋白乙酰化表观遗传修饰常与转录激活相关，从而促进次级代谢产物的合成。以青霉属真菌Penicillium christenseniae SD-193.84为研究对象，利用生物信息学手段确定其组蛋白去乙酰化酶（HDAC）基因，建立该菌中同源重组基因敲除技术，对该基因进行敲除，并比较了基因敲除前后次级代谢产物的变化，发现HDAC影响了多种次级代谢产物的合成。本研究为青霉菌分子遗传操作及次级代谢调控提供了参考。     

Salinispora arenicola CNP193新颖NRPS基因簇在Streptomycetes coelicolor M512中的异源表达

异源表达海洋专性放线菌salinispora arenicola CNP193新颖NRPS基因簇。PCR扩增基因簇两端各约1 000 bp的片段,融合PCR将两片段融合,同质粒pC AP01双酶切后连接,构建基因簇捕获载体pC AP01-preP KS/NRPS,通过TAR(transformation-associated recombination)克隆技术构建基因簇捕获质粒pC AP01-PKS/NRPS,运用三亲接合转移法将pC AP01-PKS/NRPS转化streptomycetes coelicolor M512。HPLC检测对照菌株和重组菌发酵液乙酸乙酯提取物初步表明基因簇有表达产物产生。为新颖salinispora arenicola CNP193新颖NRPS基因簇的鉴定奠定基础。     

4种培养基对红曲霉M1莫纳可林K产量影响及基因差异表达分析

莫纳可林K是红曲霉重要的次级代谢产物之一。研究了4种培养基质对红曲霉M1莫纳可林K产量的影响,并利用RT-qPCR的方法,对莫纳可林K相关基因簇mRNA水平的差异表达进行测定分析。结果表明,荞麦培养基中莫纳可林K的产量最高(8.49mg/L),其次为糙米(莫纳可林K产量7.12mg/L)、燕麦(莫纳可林K产量4.77mg/L)、大米(莫纳可林K产量2.11mg/L)。荞麦培养基利于红曲霉莫纳可林K产生。基因差异表达研究发现,除MKB与MKC基因外,其他基因的表达量均与莫纳可林K产量呈正相关;不同培养基通过刺激红曲霉基因表达从而影响其次级代谢产物产生。     

阿维链霉菌中一个双组分调控系统SAV931/932功能初探

双组分调控系统是链霉菌次级代谢产物生物合成调控中的一种重要调控机制。基于生物信息学分析,位于阿维菌素生物合成基因簇上游的双组分系统SAV931/932可能对阿维菌素合成起调控作用。敲除SAV931/932导致阿维菌素的产量提高25%以上,且菌体在发酵前期生长加快。RT-PCR显示阿维菌素合成结构基因aveA1和aveA3及调控基因aveR的转录水平均上调,说明此双组分系统在一定程度上抑制了阿维菌素的生物合成。研究表明,双组分调控系统SAV931/932可能对阿维菌素合成起负调控作用,这为研究阿维链霉菌次级代谢调控以及改善阿维菌素生物合成提供了借鉴。     

海洋微生物次生代谢的生物合成机制

海洋微生物,日益成为新颖次级代谢产物发现的理想资源。该课题在前期研究基础的基础上,继续进行抗菌、抗肿瘤和抗污损等结构新颖、活性独特的次级代谢产物的挖掘,同时开展这些化合物的生物合成机制研究,揭示酶学机理,提出次级代谢产物生物合成途径的分子和化学模型,进而利用组合生物学技术扩展其结构多样性,为获得具有自主知识产权的创新药物提供物质基础。     

微生物共培养产生新颖活性次生代谢产物的研究进展

微生物源天然产物是药物先导化合物的重要资源之一.近年来,利用微生物共培养产生各类天然产物的研究发展迅速.微生物共培养是一种通过模拟（微生物）栖息地/栖息环境以激活可能的沉默生物合成基因簇并进而诱导微生物产生新次生代谢物的有效方法.与菌株纯培养相比,共培养不仅增加了次级代谢产物的种类多样性,而且其生物活性及产量也得到了提高.文章就近5年来真菌与真菌、真菌与细菌、细菌与细菌等3种类型的微生物共培养研究成果进行了综述,同时简要介绍了用于分析共培养作用机制的多组学技术,并在此基础上探讨了微生物共培养相互作用机制研究的进展及挑战.综述旨在为微生物共培养的深入研究提供借鉴,并为微生物药物的开发提供新思路.     

Effects of medium nutrition on cell growth and isocamptothecin A and B production by suspension cell culture of Camptotheca acuminata

The effects of initial sucrose concentration, nitrate to ammonium ratio, total N concentration and phosphate concentration in medium on cell growth and isocamptothecin A and B synthesis by suspension call culture of Camptotheca acuminata were investigated in 250 mL shake flasks. 30 g L^-1 sucrose concentration was beneficial to secondary metabolites synthesis. The cell growth and metabolites synthesis were also affected by the ratio of NO3^-/NH4^＋ , and nitrate was tavourable for cell growth. The maximum dry weight was achieved when nitrate was used as the sole N souree. The effect of total initial N on the cell cultures was also investigated with NO3^-/NH4^＋ ratio of 1 ： 2. The final dry cell weight was similar throughout culture period and 50 mM initial N was favourable for secondary metabolite synthesis. 50 mM initial phosphate concentration facilitated both cell growth and secondary metabolites synthesis.     

小链霉菌HCCB10043敲除硫酯酶基因的工程菌株构建及其代谢产物的研究

小链霉菌(Streptomyces parvus)HCCB10043的主要代谢产物为脂肽类化合物A21978C,其基因组序列中包括了非核糖体肽合成酶(NRPS non ribosomal peptide synthetase)、聚酮合酶(PKS polyketide synthases)以及NRPS-PKS混合的多酶体系基因簇,它们的共同特点是在代谢产物生物合成簇中连接有一个硫酯酶域,即TE(thioesterase)domain.硫酯酶可以使已经合成的化合物链的合成过程终止,并且具有水解释放成熟脂肽以及环化线性脂肽链的功能.通过对联二吡啶类代谢产物合成簇中TE基因的敲除构得工程菌株,工程菌发酵结果表明联二吡啶类代谢产物产量减少.     

DNA cloning in Streptomyces: resistance genes from antibiotic-producing species

The biochemical and morphological differentiation of actinomycetes makes them academically and economically interesting. Their secondary metabolites provide the majority of medically and agriculturally important antibiotics (streptomycete genes may also be the primary source of clinically important antibiotic resistance); their complex morphological developmental cycle involves a series of changes from vegetative mycelial growth to spore formation. Recombinant DNA technology would add a powerful new dimension to the analysis of these various aspects of actinomycete biology and would also facilitate the development of industrial strains with increased antibiotic yield, or capable of making new antibiotics. For most of these purposes, cloning of genes within and between actinomycetes is required to study the expression of particular genes in genetic backgrounds defined by mutations of the characters under study. To achieve this, we have now developed a method for molecular cloning involving the transfer of genes between unrelated streptomycetes.     

外源基因表达系统的研究进展

最近20多年来,随着重组DNA技术的迅速发展,对于克隆基因表达问题的研究也日渐深入,并积累了相当丰富的知识。外源基因的表达系统包括原核表达系统和真核表达系统,它们各有优缺点,在选择时应衡量使用。     

Nitric oxide:A potential key point of the signaling network leading to plant secondary metabolite biosynthesis

The endogenous signaling network of plants plays important roles in mediating the exogenous factor-induced biosynthesis of secondary metabolites. Nitric oxide (NO) has emerged as a key signaling molecule in plants recently. Numerous studies demonstrated that the main signaling molecules such as salicylic acid (SA), jasmonic acid (JA), reactive oxygen species (ROS), and NO were not only involved in regulating plant secondary metabolite biosynthesis but also interacted to form a complex signaling network by mutual inhibition and/or synergy. The recent progress in the signal network of plant secondary metabolite biosynthesis has been discussed in this paper. Furthermore, we propose a hypothetical model to show that NO might act as a potential molecular switch in the signaling network leading to plant secondary metabolite biosynthesis.     

Nitric oxide: A potential key point of the signaling network leading to plant secondary metabolite biosynthesis

The endogenous signaling network of plants plays important roles in mediating the exogenous factor-induced biosynthesis of secondary metabolites. Nitric oxide (NO) has emerged as a key signaling molecule in plants recently. Numerous studies demonstrated that the main signaling molecules such as salicylic acid (SA), jasmonic acid (JA), reactive oxygen species (ROS), and NO were not only involved in regulating plant secondary metabolite biosynthesis but also interacted to form a complex signaling network by mutual inhibition and/or synergy. The recent progress in the signal network of plant secondary metabolite biosynthesis has been discussed in this paper. Furthermore, we propose a hypothetical model to show that NO might act as a potential molecular switch in the signaling network leading to plant secondary metabolite biosynthesis.     

鹿茸草全长转录组测序与次生代谢产物生物合成相关基因的挖掘

为获得鹿茸草的全长转录组信息,挖掘鹿茸草次生代谢化合物生物合成途径相关酶的基因,该文基于单分子测序技术,利用Pacbio高通量测序平台,对鹿茸草进行全长转录组测序,共获得48 005条去冗余的高质量转录本,与NR、Swiss-Prot、GO、KEGG等8个数据库进行BLAST比对,共有45 362个转录本被成功注释,注释率为94.50%.其中有389条转录本被注释到KEGG的10条标准次生代谢生物合成通路中.对转录组数据进一步分析发现：参与鹿茸草苯丙素类生物合成的转录本有194条,参与生物碱类生物合成的转录本有115条,参与类黄酮化合物生物合成的转录本有23条,参与其他次生代谢产物的转录本有57条,参与次生代谢后氧化与糖基化修饰的转录本有204条.鹿茸草全长转录组的获得极大地丰富了鹿茸草的遗传信息,初步揭示了参与鹿茸草次生代谢产物合成相关的基因通路,为深入研究鹿茸草次生代谢产物合成途径关键酶的功能及其调控机制奠定了基础.