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关键词：
重组,NuBCP,Tumstatin,融合,多肽,构建,表达,活性,研究,
发表时间：
2010-12-09 15:56:07
两种外源二型硫酯酶TEII对链霉菌NRRL8165产生阿维菌素的影响
农药 | -> | 5078| 1| 0.530138MB |两种,外源,TEII,霉菌,NRRL,8165,产生,影响,
摘 要:利用接合转移的方法将不同来源的二型硫酯酶( TEII, type II thioesterase)导入链霉菌S.averm itilis NRRL 8165中构建了两种突变株,同时研究比较了两种突变株与野生型在等量发酵时阿维菌素产量的变化。结果表明:导入Te troca rcin A 的TEII突变株阿维菌素的产量提高了96. 52%;导入氯丝菌素(Chlorothricin)的TEII突变株阿维菌素的产量提高了38. 06%。进一步验证了TEII对聚酮类次级代谢产物的生物合成具有编辑和纠错功能。
阿维菌素( abam ec tin )对防治人、畜及农林作物的多种寄生虫和昆虫的危害有着重要的意义,其活性组份共有8 种, 分别是A 1a、A 1b、A 2a、A 2b、B 1a、B 1b、B 2a 和B 2b, 其中杀虫活性最好的是B 1a,因此阿维菌素的生产一般都以B 1a 来定量。
目前S. ave rm itilis菌体总基因簇已经过全测序, 且科学家已对整个基因簇进行了详细的分析[ 1, 2 ] 。Ikeda等使用柯斯质粒文库和aveD 基因,运用染色体步移技术鉴定了与阿维菌素合成相关的主要基因簇[ 3 ] ,包含82. 0 kb 染色体区域, 涉及18 个开放阅读框架(ORF) 。中心区4个阅读框架为聚酮合成酶( p o lyke tide syn thase, PKS )基因, 分为ave A12ave A2 和ave A32ave A4两组,其编码的PKS 负责合成阿维菌素的聚酮部分。经分析该基因簇中不包括二型硫脂酶( TE II, typ e IIth ioes te rase) 。
在聚酮合酶( PKS ) 和非核糖体聚肽合酶(NRPS )的基因簇中广泛存在着TEII编码基因。氨基酸序列同源性比对显示, TEII属于α/β水解酶超级家族的成员, 具有该家族特征的Se r2A sp 2H is三联体催化活性位点( ca ta ly tic triad) [ 4 ] 。TE II基因缺失导致聚酮( PK ) 或非核糖体合成聚肽(NRP)的产量显著降低[ 5～7 ] , 从而预示TEII与产物的合成效率相关。TEII并非生物合成过程中不可缺少的单元, 但其具有纠错功能。2001 年M iche lle等人[ 8 ]通过研究I型PKS 合成泰勒霉素( ty los in)过程中的一个TEII (即Ty lO )的作用, 第一次阐明了TE II的作用机制。TE II的作用是水解延伸过程中异常脱羧单元与ACP结合的酰基-N -乙酰基半胱胺硫酯, 使得链的延伸能够正常进行[ 8 ] 。
Xue等[ 9 ]于1998 年在紫霉素(V iom yc in ) 中发现了第一类PKS 机制中编码TEII 的基因
p ikAV ,通过中断该基因发现苦味霉素的产量降低了5%。1999 年Tang等[ 10 ]成功利用S trp tomyceslividans异源表达了苦霉素( p ic rom yc in)和酒霉素(m e thym yc in) ,并且发现导入P ikTEII基因后苦霉素的产量提高了3 ～4 倍。但有趣的是基因缺失实验证实P ikAV与苦霉素的合成效率无关[ 9 ] 。最近Zhou等[ 11 ]研究了有关链霉菌S trep tomyces sp.FR 2008中杀假丝菌素( cand ic id in)的生物合成, 发现将其内部的TE II中断后该抗生素产量下降了90%。目前普遍认为TEII存在的意义是在PKS或NRPS 合成过程中行使纠错功能,即清除不能被PKS 或NRPS 延伸利用的中间产物, 例如乙酰-ACP (或PCP) 。
以上已有研究结果表明, TE II能够影响相应次级代谢产物的产量。基于该理论以及前人的研
究,笔者利用不同来源的TE II对阿维菌素野生菌株进行了改造,研究其对阿维菌素产量的影响, 以
期验证TEII对阿维菌素结构中PKS 合成的编辑和纠错功能。
目前S. ave rm itilis菌体总基因簇已经过全测序, 且科学家已对整个基因簇进行了详细的分析[ 1, 2 ] 。Ikeda等使用柯斯质粒文库和aveD 基因,运用染色体步移技术鉴定了与阿维菌素合成相关的主要基因簇[ 3 ] ,包含82. 0 kb 染色体区域, 涉及18 个开放阅读框架(ORF) 。中心区4个阅读框架为聚酮合成酶( p o lyke tide syn thase, PKS )基因, 分为ave A12ave A2 和ave A32ave A4两组,其编码的PKS 负责合成阿维菌素的聚酮部分。经分析该基因簇中不包括二型硫脂酶( TE II, typ e IIth ioes te rase) 。
在聚酮合酶( PKS ) 和非核糖体聚肽合酶(NRPS )的基因簇中广泛存在着TEII编码基因。氨基酸序列同源性比对显示, TEII属于α/β水解酶超级家族的成员, 具有该家族特征的Se r2A sp 2H is三联体催化活性位点( ca ta ly tic triad) [ 4 ] 。TE II基因缺失导致聚酮( PK ) 或非核糖体合成聚肽(NRP)的产量显著降低[ 5～7 ] , 从而预示TEII与产物的合成效率相关。TEII并非生物合成过程中不可缺少的单元, 但其具有纠错功能。2001 年M iche lle等人[ 8 ]通过研究I型PKS 合成泰勒霉素( ty los in)过程中的一个TEII (即Ty lO )的作用, 第一次阐明了TE II的作用机制。TE II的作用是水解延伸过程中异常脱羧单元与ACP结合的酰基-N -乙酰基半胱胺硫酯, 使得链的延伸能够正常进行[ 8 ] 。
Xue等[ 9 ]于1998 年在紫霉素(V iom yc in ) 中发现了第一类PKS 机制中编码TEII 的基因
p ikAV ,通过中断该基因发现苦味霉素的产量降低了5%。1999 年Tang等[ 10 ]成功利用S trp tomyceslividans异源表达了苦霉素( p ic rom yc in)和酒霉素(m e thym yc in) ,并且发现导入P ikTEII基因后苦霉素的产量提高了3 ～4 倍。但有趣的是基因缺失实验证实P ikAV与苦霉素的合成效率无关[ 9 ] 。最近Zhou等[ 11 ]研究了有关链霉菌S trep tomyces sp.FR 2008中杀假丝菌素( cand ic id in)的生物合成, 发现将其内部的TE II中断后该抗生素产量下降了90%。目前普遍认为TEII存在的意义是在PKS或NRPS 合成过程中行使纠错功能,即清除不能被PKS 或NRPS 延伸利用的中间产物, 例如乙酰-ACP (或PCP) 。
以上已有研究结果表明, TE II能够影响相应次级代谢产物的产量。基于该理论以及前人的研
究,笔者利用不同来源的TE II对阿维菌素野生菌株进行了改造,研究其对阿维菌素产量的影响, 以
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