在格尔德霉素产生菌吸水链霉菌17997(Streptomyces hygroscopicus 17997)中存在两种3-氨基-5-羟基苯甲酸(3-amino-5-hydroxybenzoic acid, AHBA)的生物合成基因簇, 根据同源性可分为苯醌类和萘醌类。已证明其中苯醌类的AHBA生物合成基因簇负责格尔德霉素(geldanamycin, Gdm)起始
赫卫清等: 格尔德霉素基因工程高产菌株的构建和培养
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ΔSOP变株在固体培养基的生长周期及孢子形成过程, ΔSOP变株在MY固体培养基上的生长有二个完整的周期, 第一代从营养菌丝到形成气生菌丝再形成第一代孢子的时间为7 d左右, 以后孢子数明显减少, 第二代孢子形成高峰在10 d左右。而吸水链霉菌17997原株在固体培养基上的生长只呈现一个
Incubation days A: 7 day B: 10 day
RT 27.43324.470
ΔSOP mutant parent strain
Peak area 529614 76616 747856 139125
图7 HPLC检测ΔSOP变株固体培养基上不同培养时间
发酵液效价
Fig. 7 HPLC analysis of Gdm fermentation title of ΔSOP
mutant culturing on solid medium at different days
周期, ΔSOP菌株和原株在固体培养基上孢子形成情况见图6。将第一代生长周期(培养7 d)的菌种与第二代生长周期(培养10 d)的ΔSOP菌种进行发酵, 以17997原株同样时间培养物作为对照, 并用HPLC检测其发酵产量, 结果见图7。结果表明, 原株培养7 d, 而ΔSOP变株培养10d GDM发酵产量最高。
A: Gdm B: 17997 C: ΔSOP
27.433 24.470
1076622 285489
3 讨论
用于抗生素生物合成的微生物初级代谢小分子产物, 称为抗生素生物合成的前体。当前体供应有可能成为抗生素生物合成限制性因素时, 通过有目的地提高产生菌前体供应可促进抗生素的生物合成。
AHBA是安莎类抗生素生物合成的前体。AHBA的合成途径与初级代谢产物莽草酸的合成相类似, 但有所不同。参与其合成的过程有激酶、氨基脱氢奎尼酸合酶、氧化还原酶、磷酸化酶和氨基脱氢奎尼酸脱水酶等, 而且, 参与苯醌型和萘醌型安莎类抗生素AHBA生物合成基因的同源性有一定差异[17]。在吸水链霉菌17997中本实验室发现了两套AHBA基因簇, 分别负责苯醌型Gdm合成的AHBA-B和与萘醌型安莎类抗生素合成相关的AHBA-N基因簇。这两种类型AHBA的合成均与初级代谢的磷酸烯醇式丙酮酸和赤藓糖4-磷酸的代谢
RT Peak area
24.480 529614
图5 HPLC检测ΔSOP变株发酵液中Gdm的含量
Fig. 5 HPLC analysis of Gdm content in ΔSOP mutant broth
图6 ΔSOP变株在MY固体培养基上不同培养天数形成
孢子数的变化
Fig. 6 Spore amount of ΔSOP mutant culturing on the MY
medium at different days
Y axis indicating the spore amount per Petri dish (unit: ten thousands)