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近年来国内外在抗肿瘤药物作用靶目标方面的研究取得了长足的发展,而热休克蛋白Hsp90作为肿瘤治疗中药物作用的靶目标正逐渐成为其中最令人振奋的研究热点之一。我们在前期工作中从自溶链霉菌(Streptomyces autolyticus)的次生代谢产物中发现了一个新的格尔德霉素(geldanamycin,GM)结构类似物,称为自溶霉素(autolytimycin)。自溶霉素被证实具有很好的生物活性,具有成为新型抗肿瘤药物的良好前景。然而目前我们对参与调控自溶霉素生物合成的相关基因的功能及其调控机制知之甚少,使得我们无法通过遗传改造有效地提高自溶霉素产量并获得新的结构类似物。
为了了解自溶链霉菌中自溶霉素生物合成的调控机制,我们开展了对自溶链霉菌中两个调控基因almRI和almRII的功能研究。首先,利用已知的Streptomyces hygroscopicus中参与geldanamycin和herbimycin生物合成的相关基因序列为参考设计引物PCR扩增并克隆了almRI基因。随后,我们利用PCR一步敲除法在大肠杆菌中对almRI基因进行了多次成功的敲除。同时我们摸索了多种将突变almRI基因导入到自溶链霉菌的方法,发现接合转移是把外源DNA导入自溶链霉菌的最好方法并利用此方法成功将包含almRI突变基因的质粒转入到了自溶霉菌中。在敲除almRI基因的同时,我们对穿梭质粒载体pKC1139进行了改造,构建了可用于互补实验的质粒。
此外,我们还研究了野生型almRI基因和almRII基因表达与自溶霉素产率之间关系。携带almRI基因或almRII基因的多拷贝载体质粒经接合转移进入到自溶霉菌中可以提高自溶霉素的产量。同时,实时定量PCR测定表明产量较高的菌株中almRI基因或almRII基因的表达也相对较高,说明almRI基因和almRII基因在自溶霉素生物合成中起到了正调控的作用。
本研究的目的在于了解自溶霉素生物合成过程中almRI和almRII基因所起的作用。该研究有助于我们了解自溶霉素生物合成的调控机制。为进一步对产生菌进行遗传工程改良以提高自溶霉素产量奠定基础。同时,该工作为以后进一步开发利用放线菌资源建立了平台并积累了宝贵的经验。