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圈卷产色链霉菌是从中国东北土壤中分离到的一株尼可霉素产生菌,尼可霉素是几丁质合成酶底物UDP-N-乙酰葡糖胺结构类似物,一种具有重要农用和医用价值的抗生素.同时圈卷产色链霉菌具有典型的链霉菌发育分化周期,与模式菌株天蓝色链霉菌不同的是圈卷产色链霉菌的气生菌丝只有半圈至一圈的螺旋,而天蓝色链霉菌的气生菌丝形成多圈紧密的螺旋.为此我们从两方面开展了相关基因的研究.1.以天蓝色链霉菌whiB基因为探针,从圈卷产色链霉菌部分DNA文库中克隆到whiB的同源基因——sawE,DNA序列分析结果显示,sawE由264个碱基组成,编码一个由87个氨基酸组成的调控因子.同源性分析显示sawE与天蓝色链霉菌whiB同源,且二者之间具有类似的转录调控机制.利用sawE内部的一段177bp的同源序列,采用单交换的策略导致sawE失活.结果显示sawE破坏子的分化停止在气生菌丝阶段,菌丝不能分隔,不能形成成熟的灰色孢子,在处长培养时间的情况下,始终保持白色的表型,气生菌丝形成较野生型长而紧密的多圈螺旋.启动子分析实验预测sawE启动子仅有微弱的表达.研究结果表明sawE在圈卷产色链霉菌形态分化过程中扮演着重要的角色.2.在该实验室早期的研究工作中,通过互补尼可霉素生物合成阻断突变株NBB19,克隆到一个6kb的BglⅡ片段,其中含有两个与尼可霉素生物合成密切相关的基因——sanA和sanB,对其下游序列进一步的分析结果显示,在0.94kb的SmaI片段中含有一个完整的开放阅读框,被命名为sanC,预测sanC的编码产物由213个氨基酸残基组成,Genbank登录号为AF228522.利用双交换策略在sanC的内部插入卡那霉素抗性基因kmr致使sanC失活.sanC破坏株及互补株的生物活性和HPLC分析结果显示sanC是尼可霉素生物合成途径中的一个必需基因,sanC的破坏导致圈卷产色链霉菌失去了合成尼可霉素X和Z的能力.GenBank数据库同源性分析显示SanC与多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)中一个预测的脯氨酸羟化酶具有较高的相似性,推测sanC可能编码一个类似的羟化酶.以上研究结果为揭示圈卷产色链霉菌的形态分化及其尼可霉素生物合成途径的分子机制提供了更多的证据.