利用基因组合生物合成和代谢工程技术构建庆大霉素B高产菌株

发布时间：2018-01-25 03:58

  本文关键词： 糖苷转移酶 过表达 氨基糖苷类抗生素 庆大霉素B 庆大霉素C1a　出处：《沈阳药科大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着基因工程技术的不断发展,对氨基糖苷类抗生素有了更加深入的了解。经生物合成手段改造的一些生物活性强,低毒性的半合成类氨基糖苷类抗生素成为近年来研究的焦点。庆大霉素B作为2-DOS类氨基糖苷类抗生素,是异帕米星合成的原料药,获得庆大霉素B高产菌株对工业化生产有着重要意义。庆大霉素的生物合成途径已经被阐明,GenK和GenP分别为甲基化酶和磷酸转移酶,本研究中对基因genK和genP同时进行阻断,成功得到了 JI-20A高产菌,JI-20A经氧化脱氨再还原后可形成庆大霉素B。以JI-20A高产菌为出发菌株,将来自卡那霉素产生菌卡那链霉菌的kanJ和kanK进行异源表达,搭配3种不同种类的启动子进行筛选,最终获得了庆大霉素B高产菌。研究还通过代谢工程手段,将糖苷转移酶KanM1和GenM2进行过表达,结合葡萄糖流加的方法将庆大霉素B的产量进一步提高。本实验室之前将genK阻断构建了庆大霉素C1a高产菌株。以此为出发菌株,将糖苷转移酶KanM1和GenM2进行过表达与流加葡萄糖的方法使庆大霉素C1a产量在原有基础上有所提高。糖苷转移酶KanM1和GenM2在Mechinospora中过表达系统的建立实现了初级代谢物向次级代谢物转化,为在细胞内调节改变代谢流提供了现实依据,也为通过调节酶控制初级代谢产物向目标次级代谢产物转化提供了理论基础。
[Abstract]:With the continuous development of genetic engineering technology, the aminoglycoside antibiotics have a deeper understanding. Some of the biological activities modified by biosynthesis are strong. Low-toxicity semi-synthetic aminoglycoside antibiotics have become the focus of research in recent years. As 2-DOS aminoglycoside antibiotics gentamicin B is the raw material of isopamicin synthesis. The biosynthesis pathway of gentamicin B has been elucidated that genk and GenP are methylase and phosphotransferase respectively. In this study, the gene genK and genP were blocked at the same time, and JI-20A producing bacteria were successfully obtained. Gentamicin B could be formed by oxidative deamination and rereduction of JI-20A. The JI-20A producing strain was used as the starting strain. The kanJ and kanK from Streptomyces kanamycin producing strain were heterologous and screened with three different promoters. Finally, Gentamicin B high yield strain was obtained. KanM1 and GenM2 were also overexpressed by metabolic engineering. The yield of gentamicin B was further increased by the method of glucose infusion. The high yield strain of gentamicin C 1a was constructed by blocking genK in our laboratory. Gentamicin C1a production was increased by overexpressing KanM1 and GenM2 and adding glucose to Gentamicin C1a. KanM1 and GenM2 in M. The establishment of overexpression system in echinospora realized the transformation of primary metabolites to secondary metabolites. It provides a practical basis for regulating metabolic flow in cells, and also provides a theoretical basis for controlling the conversion of primary metabolites to target secondary metabolites by regulating enzymes.
【学位授予单位】：沈阳药科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ927

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