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 JCR一区杂志Microbial Cell Factories》在线发表张部昌教授课题组最新研究成果

1113日,张部昌教授课题组在Microbial Cell Factories杂志发表题为《Dissecting and engineering of the TetR family regulator SACE_7301 for enhanced erythromycin production in Saccharopolyspora erythraea》的研究论文,在红霉素代谢调控的研究上取得新成果。该杂志属于JCR一区。

红霉素是人类医药中普遍使用的一种抗细菌药物,由糖多孢红霉菌进行工业化生产。然而,红霉素生物合成基因簇中不存在调控基因,表明红霉素生物合成存在独特的调控机制,这也限制了通过调控基因的改造来提高红霉素产量。TetR家族调控基因广泛存在于原核微生物中,可调控抗生素合成、形态分化等重要生命过程。课题组通过此前发展一种线形DNA片段同源重组的染色体基因快速失活技术,在糖多孢红霉菌中获得了多个TetR家族调控基因的敲除突变株,并鉴定了其中一个基因SACE_7301可正调控红霉素的生物合成。实时荧光定量PCR与凝胶迁移实验表明SACE_7301可激活红霉素合成基因eryAI和抗性基因ermE的转录,并结合它们的启动子区域,然而结合的亲和力较低。为此,课题组设计了一种新的过表达方法,在整合型表达载体中串联表达3个拷贝的SACE_7301,并导入到糖多孢红霉菌中。结果发现在过表达菌株中,随着SACE_7301,eryAI和ermE的转录水平的提高,红霉素A产量成比例地增加。同样地,在红霉素高产工业菌株WB中过表达SACE_7301,相比出发菌株,过表达菌株WB/7301, WB/2×7301 and WB/3×7301摇瓶发酵的产量分别提高了17%29%42%。在5 L发酵罐中进一步测试产量最高的WB/3×7301菌株,红霉素A产量达到4.23 克/升,比出发菌株WB3.32克/升)提高了约27%

本研究不仅对红霉素生物合成调控机制有更进一步的认识,并设计了一种新的策略过表达调控基因,可显著提高红霉素的产量,也为改造调控基因提高其它抗生素产量提供借鉴。

【全文链接】http://www.microbialcellfactories.com/content/13/1/158/abstract

 SACE_7301串联表达对红霉素生物合成的影响


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