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《Applied Microbiology and Biotechnology》在线发表红霉素最新研究成果

  2015年1月,张部昌教授课题组在红霉素基因工程方向取得了新进展,提前在线发表于《Applied Microbiology and Biotechnology》杂志,题为“Capturing the target genes of BldD in Saccharopolyspora erythraea using improved genomic SELEX method”的研究论文,该杂志属于JCR二区。

放线菌发育分化的调控蛋白BldD糖多孢红霉菌中鉴定的第一个转录因子,可正调节红霉素生物合成与形态分化。此前研究发现BldD可结合红霉素生物合成基因的启动子区域,但结合亲和力较低,暗示BldD存在其它的靶基因,影响糖多孢红霉菌的红霉素合成与形态分化。

课题组优化建立了一种体外快速捕捉转录因子靶基因的方法Genomic SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment),即基因组水平的指数富集配体系统进化技术。通过该技术,使用三种浓度(0.5,12 μM)的BldD蛋白,对捕捉到的DNA片段进行测序与生物信息学分析,结果发现位于11个糖多孢红霉菌染色体区域被捕捉到至少两次。其中四个DNA片段,对应于SACE_0306β-半乳糖苷酶)、SACE_081150S核糖体L25)、SACE_3410(延胡索酰乙酰乙酸水解酶)和SACE_6014(乙醛脱氢酶)基因的启动子区域,在以上三种浓度BldD条件下都可被捕捉到。然而,只有当BldD达到2 μM,才能捕捉到红霉素合成基因eryBIV-eryAI和ermE-eryCI的间隔区,以及放线菌菌丝体形成基因amfC的同源基因SACE_7115启动子。进一步EMSAqRT-PCR分析表明BldD是通过特异性结合上述7DNA片段进而影响靶基因的转录。紧接着我们构建了其中两个靶基因SACE_7115与SACE_0306的缺失突变株,对其进行形态观察与红霉素产量分析,结果表明SACE_7115主要参与气生菌丝体的形成,而SACE_0306的敲除降低了红霉素产量。

以上结果为全面解析糖多孢红霉菌多效调控蛋白BldD作用的分子机制奠定基础,同时本研究优化的Genomic SELEX方法也有助于揭示其它转录因子的调控网络。

【全文链接】http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00253-014-6255-9

 

优化后Genomic SELEX方法的流程图及BldD捕捉到的靶序列

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