新PoTeM类天然产物的发掘与生物合成

发布时间：2021-10-16 02:55

　　随着耐药菌的不断出现,新结构和新作用机制抗生素的发掘变得尤为迫切。微生物天然产物是新型抗生素的重要来源。基因组数据显示微生物基因组中含有大量隐性的次级代谢生物合成基因簇,基因组挖掘是发现这些隐性次级代谢产物的有力工具。多环特特拉姆酸大环内酸胺（polycyclic tetramate macrolactam,PoTeM）是一类具特特拉姆酸（tetramic acid）结构单元及多环体系的大环内酰胺类化合物,具有良好的生物学活性。根据多环体系的不同,PoTeMs可以分为5/5/6三环,5/6/5三环和5/5双环3个亚类,以HSAF（5/5/6）、ikarugamycin（5/6/5）和alteramide A（5/5）为主要代表。值得注意的是三环体系中第一个环有2种成环方式,如HSAF 中为C14/C18 成环,ikarugamycin中则为C15/C19成环。PoTeMs以其新颖的化学结构和独特的作用方式,正逐渐形成一个新的抗生素家族。本研究基于PoTeMs类化合物核心基因的保守性和简洁性,以基因序列为指导定向寻找新PoTeMs类化合物。我们对课题组已有菌株的基因组分析,发现Strep... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：119 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．７?（Ａ）?Ｚｐｏｋｄｅｒ?ｅｖｙｗｏｇｅ？ｅＳ?Ｃ３中ＨＳＡＦ生物合成基因簇的组成；（Ｂ）?ＨＳＡＦ多烯骨架??

开发了多种激活的策略［４９－５１］，可以用于激活ＰｏＴｅＭ基因簇。近期，Ｓａｌａｓ和他??的同事最近尝试激活５个编码天然产物的“隐性”基因簇，包括１个类似于??ｆｉｏｎｔａｌａｍｉｄｅｓ的ＰｏＴｅＭ生物合成基因簇［３２］（图１．９）。Ｓａｌａｓ等在ＰｏＴｅＭ基因簇的??？？岐＿０５７／２和基因前插入１个组成型启动子ｅｒｗ五ｐ＊进行转录激活。??在模式菌株中，该方法成功地激活了?ＰｏＴｅＭ基因簇，并鉴定出２??个新的?ＰｏＴｅＭｓ?化合物?６－ｅｐｉ－ａｌｔｅｒａｍｉｄｅｓ?Ａ（３８）和?Ｂ?（３９）（图?１．１０）。??有趣的是，距离＾％＿０５７ｉ２基因上游７．６?ｋｂ的ＬｕｘＲ家族转录调控因子编码??基因５＾ｇ＿０５７０ｄ的过表达会导致６－ｅｐｉａｌｔｅｒａｍｉｄｅ?Ａ?（３８）的过量生产但仅生产较??少的６－ｅｐｉａｌｔｅｒａｍｉｄｅ?Ｂ?（３９）［３２］。ＬｕｘＲ家族转录调控因子曾被认为是生物合成途??径特异性激活因子，其过表达已被证明是激活“隐性”生物合成基因簇的有效途径。??值得注意的是，在已鉴定的ＰｏＴｅＭ基因簇中，＾／＾＿０５７抓并不保守。利用同样??的启动子置换策略，成功激活了一个位于海洋来源链霉菌Ｓ＾ｅｐ／＇ｏｍｙｃｅｓ?ｓｐ．??ＳＣＳＩＯ０２９９９沙霉素生物合成簇附近的沉默ＰｏＴｅＭ生物合成基因簇

步分离纯化，获得１个生物合成中间体ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ｃ?（４７，Ａｌｔｅｒａｍｉｄｅ?Ａ的类似物，??不含有２５－羟基并且Ｃ－１４有不同的立体化学），敲除基因的突变株中分??离出罕见的具有５／４／６三环的化合物ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ｄ?（６２）（图１．１１）。此外，由??ＳＧ／？Ｓ７２－Ｓ以组成的３个基因盒合成了异源产物５２。而由ＳＧｉ？Ｓ７２－Ｓｉ５组成的四??基因盒则产生了异源产物３６。采用基因敲除和异源重组相结合的方法，证明基??因５＾及５７７－＜５７５参与化合物ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ａ?（３６）和ｃｏｍｐｏｕｎｄ?ｂ?（４６）的生物合成，并阐??明了?ＳＧＲ８１５?（与ＨＳＡＦ通路中的甾醇去饱和酶和ｆｒｏｎｔａｌａｍｉｄｅ通路中的ＦｔｄＦ同??源）为Ｃ－２５羟化酶。在此基础上，提出３６和４６在Ｓ．?ｇｒｆｗｗ的生物合成途径，??并预测５２为关键生物合成中间体［３７］。??１６??


本文编号：3439008