聚醚類(lèi)離子載體是一類(lèi)獨(dú)特的具有廣譜生物活性的聚酮化合物,在抗耐藥菌、抗寄生蟲(chóng)、抗腫瘤方面極具開(kāi)發(fā)潛力。目前已知的聚醚類(lèi)離子載體無(wú)一例外均由放線(xiàn)菌產(chǎn)生,因此放線(xiàn)菌是這類(lèi)活性物質(zhì)的重要來(lái)源和生物合成研究的理想材料。
中科院微生物研究所微生物資源前期開(kāi)發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃英研究組通過(guò)對(duì)已知的聚醚類(lèi)離子載體生物合成基因簇進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)其中均包含一個(gè)關(guān)鍵的后修飾酶基因——環(huán)氧化酶基因(epo),該基因負(fù)責(zé)合成途徑中不飽和聚醚中間體的環(huán)氧化反應(yīng)。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了該基因的特異引物,對(duì)逾千株來(lái)自不同生境和不同科屬的放線(xiàn)菌進(jìn)行了PCR篩選,結(jié)果表明,僅4個(gè)屬的放線(xiàn)菌具有產(chǎn)生聚醚抗生素的潛力,而來(lái)自酸性土壤的嗜酸鏈霉菌最具潛力,所設(shè)計(jì)的引物也適合檢測(cè)諸多基因簇未知的聚醚類(lèi)離子載體產(chǎn)生菌的環(huán)氧化酶基因。隨后對(duì)13株陽(yáng)性菌株進(jìn)行了產(chǎn)物分析,證實(shí)它們均產(chǎn)生聚醚類(lèi)抗生素,且環(huán)氧化酶基因序列與聚醚產(chǎn)物結(jié)構(gòu)之間具有明顯的相關(guān)性,并獲得了兩個(gè)新結(jié)構(gòu)類(lèi)似物。由此建立了從放線(xiàn)菌中快速鑒別已知聚醚并發(fā)現(xiàn)未知聚醚的基因篩選策略。
該項(xiàng)研究提供了一個(gè)基于次級(jí)代謝生物合成后修飾酶基因篩選發(fā)現(xiàn)新天然產(chǎn)物的典型范例,對(duì)微生物資源的發(fā)掘利用具有指導(dǎo)意義。
研究結(jié)果發(fā)表在5月的Applied and Environmental Microbiology上。該研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (30770002) 和國(guó)家“863”項(xiàng)目 (2007AA09Z420) 資助。
環(huán)氧化酶基因特異引物
聚醚抗生素etheromycin及其新結(jié)構(gòu)類(lèi)似物
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