来源于肠杆菌的巨大套索多肽的生物合成

发布时间：2020-07-06 21:56

【摘要】：在众多微生物天然药物中,核糖体多肽类药物(RiPPs)是重要的一类。RiPPs是由核糖体合成,经由翻译后修饰而得到的一大类天然产物,具有非常广泛的结构多样性和生物活性多样性。这些多肽类药物良好的抗菌活性及独特的作用机制引起了广泛关注,使这类化合物成为抗感染药物研究的一个热门的方向。在众多核糖体多肽类药物中,套索多肽相较于其它化学物,具有较为简单的修饰。然而其独特的“套索”状结构引起了众多关注。这种独特的三级结构给套索多肽类药物带来了独特的稳定性及抗菌活性。本实验研究以肠杆菌为研究对象,挖掘探索新颖的套索多肽类抗生素。首先通过基因组挖掘的方法找到了来源于肠杆菌的套索多肽,通过结构预测,这种套索多肽有可能是世界上最大的一个套索多肽,总共由多达24个氨基酸组成。将这种巨大套索多肽的基因簇克隆到pET41上,并在大肠杆菌宿主中表达,经过质谱分析,成功得到可以产套索多肽化合物的重组菌,并确定最优发酵条件,在37℃下培养5h后诱导三天,套索多肽化合物的产量最高。通过对巨大套索多肽基因簇的改造,在其基因簇中加入transporter片段,并插入核糖体结合位点,将改造后的基因簇克隆到pET41上,在大肠杆菌宿主中表达,通过液相检测,结果表明套索多肽化合物的产量提高了6倍左右。将改造后的重组菌大量发酵,并通过制备液相纯化,成功纯化出3mg套索多肽化合物。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R915
【图文】：

药物带来了独特的稳定性及抗菌活性。最近十年，通过基因组挖掘的方法，越来越逡逑多的新颖的套索多肽合成基因簇被发现。到目前为止，共有五类套索多肽的代谢途径逡逑被解析（图１－２）。逡逑２逡逑

来了独特的稳定性及抗菌活性。所有套索肽包含有一个Ｎ端环肽结构，这一环状由８逡逑到９个氨基酸组成。套索肽的Ｃ端与环接通，产生一个弯曲结构和一个尾巴结构，并逡逑从Ｎ端环肽中穿过，形成特殊的套索结构（图１－３）邋［７１。所有己知的套索肽，Ｎ端氨逡逑基酸不是甘氨酸就是半胱氨酸，而接近环状的不是天冬氨酸就是谷氨酸，形成酰胺键逡逑［８］。除保守残基之外

■■４邋Ｄ邋ｐｒｏｔｏｎ邋ＷＫＫ＾邋Ｉｓｏｐｅｐｔｉｄａｓｅ逦ｋｉｎａｓｅ逡逑图１－２套索多肽的生物合成及代谢途径．逡逑ａ：ＭｉｃｒｏｃｉｎＪ２５的结构；ｂ：代表性的套索多肽合成途径逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ邋ａｎｄ邋ｍｅｔａｂｏｌｉｃ邋ｐａｔｈｗａｙｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｌａｓｓｏ邋ｐｅｐｔｉｄｅ，逡逑ａ：邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋Ｍｉｃｒｏｃｉｎ邋Ｊ２５；邋ｂ：邋ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｔｉｃ邋ｐａｔｈｗａｙ邋ｏｆ邋ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ邋ｌａｓｓｏ邋ｐｅｐｔｉｄｅ逡逑１．２套索多肽逡逑１．２．１套索多肽的结构特点逡逑套索多肽具有独特的“套索”状结构。这种独特的三级结构给套索多肽类药物带逡逑来了独特的稳定性及抗菌活性。所有套索肽包含有一个Ｎ端环肽结构，这一环状由８逡逑到９个氨基酸组成。套索肽的Ｃ端与环接通，产生一个弯曲结构和一个尾巴结构，并逡逑从Ｎ端环肽中穿过，形成特殊的套索结构（图１－３）邋［７１。所有己知的套索肽，Ｎ端氨逡逑基酸不是甘氨酸就是半胱氨酸，而接近环状的不是天冬氨酸就是谷氨酸，形成酰胺键逡逑［８］。除保守残基之外，套索肽的优势方面在于其大小、氨基酸组成和其可变的拓扑结逡逑构。逡逑３逡逑

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本文编号：2744186