"高铁霉素"是一类结构中含有"铁螯合物"的作用机制独特的抗生素。其中的"铁螯合物"可靶向细菌中特定的铁转运系统,辅助抗生素分子以主动运输的方式高效转运进入菌体,使抗生素作用效能显著提高。 Albomycin 由链霉菌产生,是"高铁霉素"家族中的典型代表,带有铁色素类的"铁螯合物"。本研究在基本获得Albomycin的生物合成基因簇的基础上,探讨其生物合成步骤;灭活目的基因并从基因缺失株中分离纯化其同系物;鉴定基因簇中主要生物合成基因功能,并重点研究负责铁色素生物合成及耦合的酶,阐明其作用机制。 本研究所获得的Albomycin生物合成信息,可为此类化合物生物合成模式的建立提供依据;基因簇中负责铁色素生物合成及耦合酶的确证,为我们应用基因工程、组合生物合成、以及半合成等策略建立一个"高铁霉素"同系物库成为可能。依此,本研究具有突出的理论意义及潜在的应用价值。
Albomycin;siderophore;biosynthesis;homology;mechanism
目标书中的研究内容,课题进展主要如下 1 Albomycin 生产菌株Streptomyces sp. Strain ATCC 700974发酵及产物分离纯化条件的优化 2阐述Albomycin生物合成机制以及相关同系物的获得 2.1敲除了Albomycin生物合成基因簇中编码NRPS的基因,确定Albomycin生物合成基因簇。 2.2敲除Ornithine N-hydroxylase 基因,确定了Albomycin生物合成基因簇的左边界 2.3敲除了已获得Albomycin生物合成基因簇中的编码Methyltransferase 的基因,判定Albomycin后修饰过程中的去甲基、去氨基甲酰的先后关系。并获得Albomycin相关同系物 3 构建“铁色素-siderophore”体内生物合成体系鉴定Albomycin生物合成基因组中负责“铁色素- siderophore”生物合成的基因,并通过与异源(E.coli; Yeast) “TE”结构域的耦合,完成了“铁色素-siderophore”生物合成体系的构建。截止课题完成时,工程菌中铁色素最高产率已达32mg/L。 4 建立高效筛选铁色素工程菌的CAS液体检测法。