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五株特殊生境放线菌中安莎类抗生素生物合成基因簇的克隆及功能分析

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随着陆生放线菌资源的深入研究和开发，其常规发酵所产生的次级代谢产物资源几近枯竭，很难为制药业提供足够的药物先导化合物。因此，很多学者将目光投向非土壤环境放线菌，包括极端环境、海洋和植物内共生等放线菌。安莎抗生素(ansamycins)是一类通常具有很强抗细菌、抗真菌、抗癌和抗病毒等作用的Ⅰ型聚酮类大环内酰胺，主要由放线菌产生。尚待深入研究的海洋放线菌、红树林放线菌和植物内生放线菌都可能蕴藏丰富的安莎类化合物。
　　 本学位论文研究首先通过PCR筛选，从327株分离自陆地土壤、海滩土样、潮间带泥沙、红树林土样的放线菌以及分离自药用植物的内生放线菌中筛选得到19株具有安莎产生潜能的放线菌，即安莎生物合成中特异的AHBA合酶基因阳性菌株。然后根据阳性菌株来源的不同和系统发育的差异，选择Micromonospora sp. FXY120、Streptomyces sp. LC6、Streptomyces sp. XZQH-13、Streptomyces sp. XZYN-4和Streptomyces sp. W112等5株进行Fosmid基因组文库的构建；通过以AHBA合酶基因为探针的Southern杂交和步移筛选，高通量测序从每个基因组文库分别各得到一个安莎合成基因簇；运用生物信息学手段进行了开放阅读框的鉴定、功能推断，序列分析表明从Streptomyces sp. LC6菌株中获得了一条约73.8kb的安莎合成基因簇，包括聚酮合成酶基因、酰胺合酶基因、AHBA合成相关基因和部分调节基因及后修饰基因，另外得到4个不完整的安莎合成基因簇。最后，对这5株AHBA合酶基因阳性菌株在SYP培养基中进行了小体积发酵，AHBA合酶的Western Blot检测结果显示，除了Streptomyces sp. LC6菌株外，其余4株菌的AHBA合酶基因在SYP培养基中都有明显表达。
　　 本论文研究结果表明特殊生境放线菌是安莎类抗生素的重要来源，而基于AHBA合酶基因序列的PCR筛选是寻找潜在安莎产生菌的有效方法，为高效发现新的安莎类药物先导化合物提供了一条新途径。

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