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新型致病菌的不断出现迫使人类寻求新结构和新作用机制的抗生素。微生物,尤其是链霉菌来源的次级代谢产物是天然产物的重要组成部分,是药物以及前体药物的重要来源之一。微生物基因组中蕴含着丰富的次级代谢生物合成基因簇,为人类发现新的药物提供了潜在的资源。尽管大多数微生物在实验室条件下不可培养,或者大部分负责合成次级代谢产物的基因簇在实验室条件下处于沉默或者低水平表达状态,但是全世界的科学家都在竭尽全力“唤醒”这些沉默的基因簇,并且已经发展出多种多样的激活沉默基因簇的方法。本文从两株土壤来源的链霉菌出发,围绕着次级代谢产物的发掘、天然产物的生物合成和生物活性测定等方面开展了以下三个方面的研究。链霉菌SR111衍生自链霉菌LZ35,是我们课题组从厦门海滩分离得到的一株海洋链霉菌。链霉菌LZ35基因组大小为11.3 Mb,包含40个以上次级代谢生物合成基因簇。尽管前期已经从该菌株中鉴定了多个基因簇的代谢产物,但是该菌株仍然含有大量沉默的次级代谢基因簇值得被发掘。培养条件的优化是发掘微生物次级代谢产物的重要手段,但是该方法具有一定的盲目性和繁琐性;我们在培养条件优化的基础上引入黑色素报告基因melC作为指示,尝试利用“报告基因指示的培养基筛选”策略来激活隐性基因簇。我们选择了菌株SR111中4个沉默的次级代谢基因簇:BGC2、BGC8、BGC42和BGC45作为目标基因簇,在此基础上构建了 4个含有melC的指示菌株,通过在22种发酵培养基上的培养和筛选,筛选得到可以激活BGC8基因簇（hcl）的培养基。经过一系列的发酵、提取分离和产物结构鉴定,成功鉴定了一个新颖的26元环大环内酯类化合物Hexacosalactone A。在对Hexacosalactone A进行生物活性测定后,我们发现该化合物具有中等的抗变形杆菌（Proteusbacillus vulgaris CPCC 160013）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus ATCC 25923）的活性（MIC 均为 12.5 μg/ml）。Quinolamines是山东大学药学院张娟利硕士分离自链霉菌LZ35的一类杂合萜,其中Quinolamines A-C（2-4）具有独特的6/6/6和6/6/5三环结构,其三环体系的合成可能具有独特的催化机制。首先根据该类化合物骨架特点和生物信息学分析追踪到了其生物合成基因簇qul,并通过大片段的敲除予以确认。通过基因敲除、回补、蛋白异源表达和体外酶活验证等手段鉴定了qulA、qulB、qulC、qulE、qulF和qulG的功能。通过对qul的异源表达实验,明确了 C5N的加载对Quinolamines A-C（2-4）三环体系合成的重要作用。结合文献报道,我们推测Quinolamines第二个6元环是由细胞色素P450单加氧酶QulE催化的氮烯转移反应而形成的,并且Quinolamines A-C（2-4）三环体系中第三个环的形成可能是氮烯转移反应的偶联反应。链霉菌S10是我们课题组分离自南京植物园土壤样品中的一株AHBA 阳性菌。通过全基因组测序及生物信息学分析,菌株S10中含有一个可能合成新颖五酮安莎霉素的基因簇tpt。但是,常规实验室培养条件下该基因簇处于沉默或低水平表达状态。我们通过启动子置换策略成功激活tpt,并从突变株SP101发酵提取物中分离并鉴定出了 4个新颖的五酮安莎霉素类化合物Tetrapetalones E-H（32-35）,其中 Tetrapetalone F 和 Tetrapetalone H 具有 D-鼠李糖侧链。Tetrapetalones具有脂加氧酶抑制剂和自由基清除剂的活性,同时该类化合物具有独特的6/5/7/5四并环结构。为了研究该类化合物四并环体系的生物合成机制,我们在SP101的基础上敲除多个可能的后修饰基因。在tpt8和tpt12敲除突变株中意外检测到化合物 Tetrapetalones A（31）和 Tetrapetalones I-K（36-38）,这四个化合物具有D-玫红糖侧链。同时,我们在SP101的基础上同时过表达tpt基因簇内的tptR1和tptR2,并构建出了突变株SP102。在突变株SP102的发酵产物中可以检测到Tetrapetalones A（31）,E-K（32-38）的同时存在。综上所述,我们运用不同的实验策略开展了对两株链霉菌次级代谢产物的发掘和生物合成工作,并成功激活了链霉菌SR111的hcl基因簇和链霉菌S10中的tpt基因簇,分别得到1个新颖的、具有抗细菌活性的大环内酯类化合物Hexacosalactone A 和 8 个 Tetrapetalones 类的化合物。此外,对 Tetrapetalones 和Quinolamines的生物合成做了较为深入的研究。本研究对后续的微生物来源的天然产物的发掘与生物合成提供一定的指导和借鉴意义。