| 题名 | 海洋链霉菌Streptomyces lohii的巴弗洛霉素生物合成后修饰途径解析和高产巴弗洛霉素A1工程菌构建 |
| 作者 | 李众 |
| 答辩日期 | 2017-05 |
| 文献子类 | 硕士 ; 学位论文 ; 硕士 ; 学位论文 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 青岛 |
| 导师 | 链霉菌，巴弗洛霉素，生物合成，延胡索酸腺苷酰转移酶，调控基因 |
| 关键词 | 理学 |
| 其他题名 | 生物化学与分子生物学 |
| 学位专业 | 巴弗洛霉素（bafilomycins）是一类核心骨架经I型聚酮合成酶装配合成的属于B类Plecomacrolide家族的十六元大环内酯。迄今为止，已有近30种巴弗洛霉素被发现，该类化合物的生物活性多样，一直受到药物学家的关注，但是对哺乳动物的高毒性阻碍了它们在临床上的应用。巴弗洛霉素A1作为所有巴弗洛霉素的母核结构具有很强的囊泡型H+-ATPase抑制活性，有望用于骨质疏松的治疗。 分离自巴布亚新几内亚皇冠岛的海洋链霉菌Streptomyces lohii ATCC BAA-1276在常规培养条件下可以产生巴弗洛霉素A1，C1，B1。在前期的研究中，我们已经完成了S. lohii的巴弗洛霉素生物合成基因簇的鉴定，但是其后修饰途径一直未得到阐明。本研究通过体内基因敲除和体外酶反应首次完成对S. lohii的巴弗洛霉素的后修饰途径（巴弗洛霉素A1→巴弗洛霉素C1→巴弗洛霉素B1）解析：新颖的延胡索酸腺苷酰转移酶Orf3负责延胡索酸的激活，催化形成延胡索酰磷酸腺苷（延胡索酰AMP）；延胡索酸转移酶Orf2将延胡索酰AMP转移到巴弗洛霉素A1的21位羟基形成巴弗洛霉素C1；酰胺合成酶BafY催化巴弗洛霉素C1的羧基与由酰基辅酶A连接酶BafX和5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）合酶BafZ催化形成的五碳结构单元C5N的氨基形成酰胺键得到巴弗洛霉素B1。 由于巴弗洛霉素的结构复杂，通过基因工程的手段构建巴弗洛霉素A1的高产菌株，具有化学全合成难以比拟的低成本，绿色环保等诸多优势。本研究通过基因敲除，回补和过表达实验初步确定了S. lohii巴弗洛霉素生物合成基因簇中AfsR家族调控基因（bafG）和LuxR家族调控基因（orf1）在巴弗洛霉素生物合成中起正调控作用。我们通过在只产巴弗洛霉素A1的突变株（S. lohii ∆orf2&orf3）中过表达Orf1，最终得到巴弗洛霉素A1的产量达535.1 ± 25.0 mg/L的高产菌株。 延胡索酸作为三羧酸循环中的重要中间产物，存在诸多天然产物的骨架中，但其引入机制一直是未解之谜。本研究首次发现并鉴定了延胡索酸腺苷酰转移 酶Orf3和延胡索酸转移酶Orf2，为延胡索酸的引入机制提供了范例。整个巴弗洛霉素生物合成后修饰途径的阐明，体现了微生物初级代谢产物与次级代谢产物之间的“沟通”，为高效低毒的巴弗洛霉素或新型药物分子的理性设计提供了新思路。 |
| 英文摘要 | 中文 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2020-12-01 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.qibebt.ac.cn/handle/337004/9976]  |
| 专题 | 青岛生物能源与过程研究所_酶工程团队 |
| 作者单位 | 中国科学院大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李众. 海洋链霉菌Streptomyces lohii的巴弗洛霉素生物合成后修饰途径解析和高产巴弗洛霉素A1工程菌构建[D]. 青岛. 中国科学院大学. 2017. |
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