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链霉菌(Streptomyces)是一种在自然界广泛分布的革兰氏阳性细菌。它在复杂的生长发育过程中，能产生抗生素、活性酶、免疫抑制剂等次级代谢产物。这些产物种类多、活性高，在工农业、医药业及生物防治等领域被广泛应用，具有重要的应用和研究价值。链霉菌的模式菌株为天蓝色链霉菌，已于2002年完成全基因组测序，其基因组中不仅含有多个次级代谢产物的生物合成基因簇，同时还存在多个调控基因，可编码包含67对典型的双组分信号转导系统(Two-component Signal transduction system，TCSs)在内的多种调控因子。TCSs通常由组氨酸激酶和应答调控蛋白组成，是一种跨膜信号系统。目前只有部分TCSs的功能得到阐释，在链霉菌生长发育、蛋白分泌、次级代谢等过程中发挥重要的调控作用，但是大部分TCSs的功能仍然是未知的。
SCO4155/SCO4156是天蓝色链霉菌中一对典型的TCS，其中SCO4155是组氨酸激酶，SCO4156是OmpR家族的应答调控蛋白。此TCS与结核分枝杆菌中MprAB TCS具有较高的序列一致性。
本研究对天蓝色链霉菌M145中SCO4155/SCO4156TCS的生物学功能进行了初步研究，探究该系统在链霉菌中的生物学作用。
首先构建了用于sco4155/56突变的质粒，通过同源重组进行基因缺失，得到sco4155/56的缺失突变菌株△4155/56。通过比较M145与△4155/56的表型发现△4155/56气生菌丝的形成和放线紫红素的合成均提前。回补菌株C-△4155/56的表型接近野生型菌株，说明sco4155/56影响菌株生长发育和放线紫红素的生物合成。Real-time PCR分析结果显示突变菌株中β-酮酰基合酶基因sco5087(actI-1)的表达水平显著上调。
利用生物信息学分析预测了调控蛋白SCO4156的识别位点。为了验证SCO4156对预测位点的结合，异源表达并纯化His-SCO4156蛋白。体外结合试验表明SCO4156直接结合sco4157、sco6287、sco7075、sco0574等基因的启动子序列的预测位点，说明这些基因是SCO4156的靶基因。
sco4157编码一种HtrA-like丝氨酸蛋白酶。天蓝色链霉菌中存在四种HtrA-like蛋白酶。我们利用Real-time PCR定量分析了SCO4156的部分靶基因以及HtrA-like蛋白酶基因的表达情况，确定了突变菌株中各基因表达水平存在差异，其中sco4157表达水平显著上调。
另外本研究探索了四种HtrA-like蛋白酶基因及四种调控蛋白基因在SDS条件下的表达情况。在SDS条件下，突变菌株中sco4157基因的表达水平显著提高，同时各靶基因在压力条件下也存在一定的表达差异，说明SDS可作为一种压力信号引起菌体基因表达的变化。
由于SCO4156与SCO7075具有较高的序列一致性，且sco7075为SCO4156的靶基因，为了研究sco7075的功能，本研究构建了sco7075基因缺失菌株△7075以及回补菌株C-△7075。与M145相比，△7075表型变化不明显。我们构建了表达Flag标签融合蛋白的菌株F-△4155/56与F-△7075，为下一步搜索SCO4156和SCO7075的体内结合位点做准备。
综上所述，SCO4155/SCO4156双组分系统对于链霉菌生长发育和放线紫红素的合成具有一定程度的影响。本研究预测并验证了SCO4156的部分靶基因，确定了SCO4156直接调控sco4157和sco7075的表达，说明SCO4155/SCO4156是一个重要的调控因子。
SCO4155/SCO4156是天蓝色链霉菌中一对典型的TCS，其中SCO4155是组氨酸激酶，SCO4156是OmpR家族的应答调控蛋白。此TCS与结核分枝杆菌中MprAB TCS具有较高的序列一致性。
本研究对天蓝色链霉菌M145中SCO4155/SCO4156TCS的生物学功能进行了初步研究，探究该系统在链霉菌中的生物学作用。
首先构建了用于sco4155/56突变的质粒，通过同源重组进行基因缺失，得到sco4155/56的缺失突变菌株△4155/56。通过比较M145与△4155/56的表型发现△4155/56气生菌丝的形成和放线紫红素的合成均提前。回补菌株C-△4155/56的表型接近野生型菌株，说明sco4155/56影响菌株生长发育和放线紫红素的生物合成。Real-time PCR分析结果显示突变菌株中β-酮酰基合酶基因sco5087(actI-1)的表达水平显著上调。
利用生物信息学分析预测了调控蛋白SCO4156的识别位点。为了验证SCO4156对预测位点的结合，异源表达并纯化His-SCO4156蛋白。体外结合试验表明SCO4156直接结合sco4157、sco6287、sco7075、sco0574等基因的启动子序列的预测位点，说明这些基因是SCO4156的靶基因。
sco4157编码一种HtrA-like丝氨酸蛋白酶。天蓝色链霉菌中存在四种HtrA-like蛋白酶。我们利用Real-time PCR定量分析了SCO4156的部分靶基因以及HtrA-like蛋白酶基因的表达情况，确定了突变菌株中各基因表达水平存在差异，其中sco4157表达水平显著上调。
另外本研究探索了四种HtrA-like蛋白酶基因及四种调控蛋白基因在SDS条件下的表达情况。在SDS条件下，突变菌株中sco4157基因的表达水平显著提高，同时各靶基因在压力条件下也存在一定的表达差异，说明SDS可作为一种压力信号引起菌体基因表达的变化。
由于SCO4156与SCO7075具有较高的序列一致性，且sco7075为SCO4156的靶基因，为了研究sco7075的功能，本研究构建了sco7075基因缺失菌株△7075以及回补菌株C-△7075。与M145相比，△7075表型变化不明显。我们构建了表达Flag标签融合蛋白的菌株F-△4155/56与F-△7075，为下一步搜索SCO4156和SCO7075的体内结合位点做准备。
综上所述，SCO4155/SCO4156双组分系统对于链霉菌生长发育和放线紫红素的合成具有一定程度的影响。本研究预测并验证了SCO4156的部分靶基因，确定了SCO4156直接调控sco4157和sco7075的表达，说明SCO4155/SCO4156是一个重要的调控因子。