根据已有生物合成基因簇序列信息和组合生物合成 原理,通过在链霉菌FR-008内引入定点突变,揭示抗真菌七烯大环内酯克念菌素/抗生素 FR-008四种组分间的分子转换机制,考察若干功能基团对抗真菌活性的影响,并获得只积 累活性组分的衍生菌株和一系列新结构衍生物。同时在国内首次利用PKS异源质粒表达系 统实现关键模块的异源表达,验证核心结构域的功能及以上分子转换机制.
由链霉菌FR-008产生的克念菌素具有多种不同结构的组份,暗示复杂的分子转换机制。通过发酵、纯化与结构鉴定,阐明了三种天然组份的精细化学结构。在此基础上对酮基还原酶结构域KR21的定点失活定向消除了I号组份,证实了KR21催化II号向I号组份的转换;对脱水酶结构域DH18的定点失活则定向消除了IV号组份,证实了DH18、ER18催化II号向IV号组份的转换;将KR21和DH18同时突变,则获得了只高产II号组份的工程菌株。对克念菌素生物合成基因簇中可能负责对氨基苯甲酸聚酮合成起始单位的基因pabAB和pabC的功能进行了深入研究,证实二者对于克念菌素的生物合成是必需的,而且pabC是首例被进行功能分析的放线菌的4-氨基-4-脱氧分支酸裂解酶基因。同时通过基因敲除与回补发现II型硫酯酶基因fscTE对于克念菌素的合成是必需的。上述研究成果加深了我们对于克念菌素等聚酮类抗生素生物合成机理的认识。