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Streptomyces sp.SCSIO11863是一株从涠洲岛海域沉积物(-10 m)中分离得到的链霉菌,活性测试结果显示,该菌株具有中等程度的抑菌活性。基因组扫描与生物信息学分析表明菌株SCSIO11863共编码26个生物合成基因簇,其中2个为Ⅱ型PKS生物合成基因簇。本课题组前期从菌株SCSIO11863中分离到次级代谢产物enterocin、5-deoxyenterocin及2个疑似为新结构的化合物11863-K-13和11863-K-18,本论文主要围绕这两个新化合物展开了以下工作: 1.优化Streptomyces sp.SCSIO11863的培养条件,提高化合物11863-K-13和11863-K-18的产量。通过单因素优化的方法,对菌株SCSIO11863的培养基进行优化,HPLC检测结果表明在M-AM3培养条件下,目标化合物产量明显提高。通过发酵提取分离纯化,得到11863-K-13(37.8mg)、11863-K-18(6.5mg)和其他5个已知化合物 2.化合物11863-K-13和11863-K-18的结构解析及活性测试。通过NMR,MS,IR,UV,X-ray等方法对目标化合进行结构解析,结果发现11863-K-13,11863-K-18是一类含有新颖二联羰结构的化合物。活性测试表明,化合物11863-K-18对5株肿瘤细胞具有微弱抑制活性。 3.化合物11863-K-13和11863-K-18生物合成基因簇的克隆。结构分析发现化合物11863-K-13和11863-K-18与enterocins一样都具有苯甲酰基团,因此推测enterocins的生物合成基因簇(enc)也是K-13和K-18的生物合成基因簇。从构建的基因组文库中筛选到包含全长enc基因簇的cosmid,并在异源宿主S.coelicolor YF11中成功表达出enterocins、K-13和K-18,表明K-13和K-18也是通过enc生物合成基因簇产生的。 4.化合物11863-K-13和11863-K-18生物合成途径的解析。13C标记的乙酸钠和18O2喂养实验证实了11863-K-13和11863-K-18的生源途径;通过生物信息学分析,在异源表达菌株中对四个关键基因encDKMR分别进行同框缺失,验证了这些基因在11863-K-13和11863-K-18生物合成中的功能。 以上研究结果阐述了enc生物合成基因簇产生了又一类新骨架化合物。利用X-ray,NMR等手段确定了这类化合物的结构,通过异源表达确定了这类化合物的生物合成基因簇。同时,利用同位素标记喂养实验,对化合物的生源途径进行了解析,通过基因敲除,验证生物合成途径中四个关键基因的功能,为K-13和K-18生物合成研究和结构多样化奠定了基础。