阿維菌素的生物合成研究進(jìn)展與展望.pdf

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1、$D#!第!"卷!第#期!$%%"年#月阿維菌素的生物合成研究進(jìn)展與展望"陳!芝!宋!淵!文!瑩!李季倫""中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院微生物系!北京!###D)摘要!!阿維鏈霉菌#*%’&+%,-".&/(0&’-1%121/$由于可以產(chǎn)生殺蟲抗生素%%%阿維菌素而備受研究者的青睞6多年來該菌得到了全面系統(tǒng)的研究!其基因組序列也已測(cè)定6文中綜述了阿維鏈霉菌中阿維菌素生物合成代謝途徑方面的研究!并對(duì)后續(xù)研究進(jìn)行展望6關(guān)鍵詞!!阿維鏈霉菌!阿維菌素!次級(jí)代謝!生物合成!基因工程!組合生物合成aKP!!大小為D)$(?N5!bE8含量為"D6$:!含$!阿維鏈霉菌及

2、其基因組信息有D"個(gè)=FG!編碼區(qū)占質(zhì)粒的?D6#:6在阿維鏈阿維菌素的產(chǎn)生菌)))阿維鏈霉菌"*%’&+%,3霉菌的基因組中!大多數(shù)必需基因都位于一個(gè)高度-".&/(0&’-1%121/$是!D?’年日本北里研究所從日本保守的"6’-4>2&自發(fā)現(xiàn)以來!以日本北里大學(xué)和北里研究所以及美B-H7T$6有趣的是!’#:以上的與次級(jí)代謝合成有國(guó)<2>‘公司為主的研究小組分別對(duì)它開展了深入關(guān)的基因"包括阿維菌素的生物合成基因$都位于亞

3、研究!形成了一個(gè)重要的抗生素研究領(lǐng)域6與其他端粒區(qū)!而在亞端粒區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)已知的必需基因6鏈霉菌一樣!阿維鏈霉菌不僅具有復(fù)雜的形態(tài)分此外!亞端粒區(qū)含有基因組中大部分的轉(zhuǎn)座因%?&化!也具有合成多種次級(jí)代謝產(chǎn)物的能力!由它產(chǎn)子6這些基因位于亞端粒區(qū)可能與阿維鏈霉菌的生的阿維菌素在醫(yī)藥’農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)上有著重要的遺傳不穩(wěn)定性有關(guān)!在對(duì)阿維鏈霉菌培養(yǎng)過程中我商業(yè)價(jià)值6目前對(duì)阿維鏈霉菌的研究主要集中在阿們經(jīng)常得到一些形態(tài)分化的突變株"光禿型突變株%!)’&維菌素的生物合成領(lǐng)域6和白色突變株等$!有些突變株同時(shí)喪失了合成阿鏈霉菌中天藍(lán)色鏈霉菌"*%’&+%,-".&/

4、.,&21.,23維菌素的能力6%"&%?&,’$K%"$$’阿維鏈霉菌B*T2,>4M64B-$6對(duì)它們的

5、基因組級(jí)代謝有關(guān)的基因簇6在%#個(gè)與次級(jí)代謝有關(guān)序列的比較將為這些微生物的研究提供有價(jià)值的信的基因簇中!有)個(gè)與黑色素的合成有關(guān)!其中兩息6阿維鏈霉菌的線狀染色體大小為D#$’"#(N5!個(gè)負(fù)責(zé)酪氨酸酶及其輔酶的合成!另外兩個(gè)分別與bE8含量為?#6?:!至少包含?’??個(gè)開放閱讀框由尿黑酸生成的赭色色素和聚酮結(jié)構(gòu)的黑色素的合"=FG$!編碼區(qū)占基因組的("6$:6=FG平均大成有關(guān)(合成類胡蘿卜素和鐵載體的基因簇分別由小為!#%)N56阿維鏈霉菌還含有一個(gè)線性質(zhì)粒?個(gè)和’個(gè)基因組成(此外!有(個(gè)基因簇與非核!$##"&#?&!D收稿!$##"&#(&!

6、(收修改稿!"國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目"批準(zhǔn)號(hào)#$##%8A!!)$#’$!""通信作者!*&+,-.#.-1-.07!4,06230647!第!"卷!第#期!$%%"年#月$D!糖體肽類化合物的合成有關(guān)!還有)個(gè)基因簇與萜的十六元環(huán)大環(huán)內(nèi)酯類抗生素6阿維菌素的天然發(fā)類化合物的合成有關(guān)6在%#個(gè)次級(jí)代謝的基因簇酵產(chǎn)物共有(個(gè)組分#K!,!K!N!K$,!K$N!A!,!中!有D個(gè)基因簇含有&型P;a基因"5H.]‘2[-32A!N!A$,和A$N!它們的區(qū)別主要在于8&’!8&$$!T]7[M,T2$!$個(gè)基因簇含有’型P;a基因6目前已$%和8

7、&$"位所連接的基團(tuán)不同"圖!$68,72等通有%個(gè)&型P;a合成的化合物被鑒定!它們分別是過在阿維菌素合成過程中摻入相應(yīng)的!%8標(biāo)記的化阿維菌素’寡霉素以及菲律賓菌素"^-.-5-7$的衍生合物!表明阿維菌素的大環(huán)內(nèi)酯是由?個(gè)乙酸鹽!%(&物)527[,2726’個(gè)丙酸鹽和!個(gè)帶有支鏈的脂肪酸首尾聚合而%D&阿維鏈霉菌和其他鏈霉菌的基因組計(jì)劃必將極成6+,,組分的$&甲基丁?；?8$’&8$($和+N,大地推動(dòng)對(duì)鏈霉菌形態(tài)分化和次級(jí)代謝的研究!最組分的異丁酰基"8$’&8$?$分別由O&異亮氨酸和%!#&終揭示鏈霉菌復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)6O&纈氨酸衍生而成6

8、齊墩果糖由葡萄糖直接轉(zhuǎn)化%!!&而來6阿維菌素中8&’!8&%j和8&%k位上的