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非典型角环素类化合物通过Ⅱ型聚酮合酶(PKS)途径合成，是一类结构复杂和活性多样的天然产物。课题组从海洋来源小单孢菌Micromonospora echinospora SCSIO04089中分离获得非典型角环素类化合物nenestatin A;通过基因组扫描、生物信息学分析鉴定了nenestatin A的生物合成基因簇，并构建了部分基因敲除突变株。 前期研究发现在所构建的绝大多数生物合成基因突变株都没有累积代谢中间产物，给阐述nenestatin A的生物合成机制带来了困难。本论文在前期研究基础上，以海洋来源小单孢菌M.echinospora SCSIO04089及其突变株为研究对象，通过优化发酵培养条件，构建同框缺失突变株和超量表达正调控基因等方法，提高突变株合成中间体的的产量，为研究nenestatin A生物合成后修饰基因功能提供前体化合物;通过体内缺失和体外生化实验，研究后修饰糖基转移酶基因的功能，以揭示nenestatin A的生物合成机制，取得如下结果: 1.通过对菌株M.echinospora SCSIO04089进行培养基组分的筛选和盐度优化，确定菌株其产生nenestatin A的最佳发酵培养基为N4培养基，在盐度为30‰时nenestatin A类次级代谢产物的产量较高。 2.采用优化后的培养基对菌株△nes27（编码蒽酮氧化酶）、△nes40（编码糖基转移酶）和△nes49（编码糖基转移酶）进行发酵，HPLC检测发现菌株△nes40和△nes7中有明显的次级代谢产物积累，菌株△nes49的代谢产物变化不显著。对菌株△nes27进行放大发酵，并从中分离得到了化合物homo-dehydro-rabelomycin E(2)。 3.体外表达蒽酮氧化酶基因nes27，以homo-dehydro-rabelomycin E为底物进行功能验证，发现Nes27能够将底物homo-dehydro-rabelomycin E转化生成多个产物，产物结构仍然在鉴定。 4.构建糖基转移酶基因nes40和nes49同框缺失的突变株△nes40i和△nes49i,发酵后HPLC检测发现同框缺失突变株菌株仍没有明显的代谢产物积累。 5.根据生物信息学分析，在化合物nenestatin A生物合成基因簇中存在3个调控基因nes6、nes7和nes58。通过体内基因敲除，获得了nes6、nes7和nes58的基因缺失突变株，发酵产物经HPLC分析发现，基因nes6缺失后失去了合成nenestatin A类化合物的能力，基因nes7缺失后，尽管其突变株仍能够合成nenestatinA类化合物，但是产量降低，结果表明基因nes6和nes7均为正调控基因;基因nes58突变后，菌株仍然能够合成nenestatin A类化合物，并且化合物的产量得到了提高，表明基因nes58为负调控基因。 以上研究结果确定了菌株M.echinospora SCSIO04089的最佳发酵培养条件，确定了nenestatin A生物合成基因簇中调控基因的功能，初步了解了基因nes27的功能，为进一步研究nenestatinA的生物合成机制奠定了基础。