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海洋微生物来源的天然产物开发研究进展 被引量:18
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作者 陈菲菲 王勇 +1 位作者 王以光 赫卫清 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期287-294,共8页
综述了近年来海洋微生物来源天然产物研究的新进展,总结了该类天然产物的开发策略.通过对样品采用不同的预处理方式、不同的分离培养基以及新的培养方法,讨论如何获得海洋来源的特有微生物和增加海洋来源微生物类群的多样性.阐述了在海... 综述了近年来海洋微生物来源天然产物研究的新进展,总结了该类天然产物的开发策略.通过对样品采用不同的预处理方式、不同的分离培养基以及新的培养方法,讨论如何获得海洋来源的特有微生物和增加海洋来源微生物类群的多样性.阐述了在海洋微生物天然产物的开发过程中,采用宏基因组技术及基因组测序等手段,来发现难培养或不可培养微生物中的天然产物以及处于"沉默"状态的天然产物.最后介绍了异源生物合成、组合生物合成以及核糖体工程等技术在海洋微生物天然产物开发和改造中的应用,并举例论述了海洋微生物天然产物的开发. 展开更多
关键词 海洋微生物 宏基因组筛选 基因组测序 异源生物合成 组合生物合成
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Heterologous biosynthesis of natural product naringenin by co-culture engineering 被引量:17
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作者 Vijaydev Ganesan Zhenghong Li +1 位作者 Xiaonan Wang Haoran Zhang 《Synthetic and Systems Biotechnology》 SCIE 2017年第3期236-242,共7页
Co-culture engineering is an emerging approach for microbial biosynthesis of a variety of biochemicals.In this study,E.coli-E.coli co-cultures were developed for heterologous biosynthesis of the natural product naring... Co-culture engineering is an emerging approach for microbial biosynthesis of a variety of biochemicals.In this study,E.coli-E.coli co-cultures were developed for heterologous biosynthesis of the natural product naringenin.The co-cultures were composed of two independent E.coli strains dedicated to functional expression of different portions of the biosynthetic pathway,respectively.The co-culture biosynthesis was optimized by investigating the effect of carbon source,E.coli strain selection,timing of IPTG induction and the inoculation ratio between the co-culture strains.Compared with the monoculture strategy,the utilization of the designed co-cultures significantly improved the naringenin production,largely due to the reduction of metabolic stress,employment of proper hosts for improving pathway enzyme activities,and flexible adjustment of the relative biosynthetic strength between the coculture strains.The findings of this study extend the applicability of co-culture engineering in complex natural product biosynthesis. 展开更多
关键词 Co-culture engineering NARINGENIN heterologous biosynthesis E.COLI
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合成生物学与天然产物开发 被引量:6
3
作者 卢志国 汪建峰 +2 位作者 蒙海林 熊智强 王勇 《生命科学》 CSCD 北大核心 2011年第9期900-911,共12页
天然产物依然是临床用药的重要来源。合成生物学的诞生为天然产物的开发提供了全新的机遇,传统的微生物药物、植物天然产物等研究领域都因合成生物学而获得新生。重点介绍了合成生物学在天然产物开发中的应用,包括新化合物及其生物合成... 天然产物依然是临床用药的重要来源。合成生物学的诞生为天然产物的开发提供了全新的机遇,传统的微生物药物、植物天然产物等研究领域都因合成生物学而获得新生。重点介绍了合成生物学在天然产物开发中的应用,包括新化合物及其生物合成元件的筛选,基于理性设计的天然产物异源生物合成,人工底盘细胞的系统优化等。 展开更多
关键词 合成生物学 天然产物 异源生物合成
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谷氨酸棒状杆菌异源合成萜类化合物的研究进展 被引量:6
4
作者 徐硕 卢文玉 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期91-96,共6页
萜类化合物具有可观的商业价值,但生产过程复杂,产量低,利用微生物异源合成萜类化合物已成为热点。谷氨酸棒状杆菌内含合成萜类色素的途径,具有异源合成萜类化合物的天然优势和研究前景。首次对谷氨酸棒状杆菌合成萜类化合物进行了综述... 萜类化合物具有可观的商业价值,但生产过程复杂,产量低,利用微生物异源合成萜类化合物已成为热点。谷氨酸棒状杆菌内含合成萜类色素的途径,具有异源合成萜类化合物的天然优势和研究前景。首次对谷氨酸棒状杆菌合成萜类化合物进行了综述,从萜类合成途径、关键酶和全局调控机制三个方面进行了途经介绍。概述了谷氨酸棒状杆菌中单萜、倍半萜、四萜类化合物的异源合成,并对利用谷氨酸棒状杆菌高效合成萜类化合物所需解决的问题进行讨论,为谷氨酸棒状杆菌高效合成萜类化合物提供建议。 展开更多
关键词 谷氨酸棒状杆菌 萜类 异源合成
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Compound Danshen Yeast 1.0
5
作者 Rongsheng Li Jie Wang +1 位作者 Yuanyuan Han Zhubo Dai 《Science of Traditional Chinese Medicine》 2024年第4期303-311,共9页
Background:Heterologous synthesis presents a promising new approach for accessing the active ingredients of traditional Chinese medicine(TCM),contributing to the conservation of natural medicinal resources.Compound Da... Background:Heterologous synthesis presents a promising new approach for accessing the active ingredients of traditional Chinese medicine(TCM),contributing to the conservation of natural medicinal resources.Compound Danshen preparation,a widely used TCM formulation,is designed to treat coronary heart disease and angina pectoris.It is primarily composed of Salviae Miltiorrhizae Radix et Rhizoma(Danshen),Notoginseng Radix et Rhizoma(Sanqi),and borneol(Bingpian).Danshen primarily yields tanshinones and phenolic acids,while Sanqi produces notoginsenosides.Borneol serves as an auxiliary agent to promote mental clarity,dissipate heat,and relieve pain.Objectives:The objective is to employ heterologous synthesis in a single yeast strain to produce the active ingredients of Compound Danshen preparation,and these include notoginsenosides,tanshinones,and borneol.Methods:Firstly,the“plug-and-play”terpene synthase screening framework in Saccharomyces cerevisiae was used for the identification of a novel,highly efficient bornyl diphosphate synthase.Furthermore,by leveraging the Compound Danshen preparation as a basis to concurrently reconstruct the biosynthetic pathways for the notoginsenoside precursor protopanaxadiol(a triterpene),the tanshinone precursor miltiradiene(a diterpene),and borneol(a monoterpene)within a single yeast strain.Results:This engineered strain,termed Compound Danshen Yeast 1.0,successfully produced protopanaxadiol at 62.34 mg/L,miltiradiene at 15.38 mg/L,and borneol at 2.54 mg/L in shake-flask fermentation.Conclusions:This research signifies the inaugural cross-species andmulticomponent synthetic biology endeavor that enables the synthesis of active ingredients in engineered cells,setting the stage for the industrial manufacture of TCM compounds. 展开更多
关键词 heterologous biosynthesis Compound Danshen preparation Synthetic biology Saccharomyces cerevisiae Compound Danshen Yeast 1.0
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Mining of a streptothricin gene cluster from Streptomyces sp.TP-A0356 genome via heterologous expression 被引量:4
6
作者 LI JinE GUO ZhengYan +4 位作者 HUANG Wei MENG XiangXi AI GuoMin TANG GongLi CHEN YiHua 《Science China(Life Sciences)》 SCIE CAS 2013年第7期619-627,1-4,共9页
Streptothricins (STs) are used commercially to treat bacterial and fungal diseases in agriculture. Mining of the sequenced microbial genomes uncovered two cryptic ST clusters from Streptomyces sp. C and Streptomyces s... Streptothricins (STs) are used commercially to treat bacterial and fungal diseases in agriculture. Mining of the sequenced microbial genomes uncovered two cryptic ST clusters from Streptomyces sp. C and Streptomyces sp. TP-A0356. The ST cluster from S. sp. TP-A0356 was verified by successful heterologous expression in Streptomyces coelicolor M145. Two new ST analogs were produced together with streptothricin F and streptothricin D in the heterologous host. The ST cluster was further confirmed by inactivation of gene stnO, which was proposed encoding an aminomutase supplying -lysines for the poly-β-Lys chain formation. A putative biosynthetic pathway for STs is proposed based on bioinformatics analyses of the ST genes and experimental evidence. 展开更多
关键词 genome mining streptothricin STREPTOMYCES heterologous expression biosynthesis
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微生物次级代谢产物生物合成基因簇异源表达研究进展 被引量:4
7
作者 杜东霞 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期568-574,598,共8页
微生物天然产物的异源表达在药物的发展过程中发挥着越来越大的作用。通过基因工程技术,将目的生物合成基因簇转移至不同的异源宿主中表达,不仅能够激活沉默的生物合成基因簇,而且可将异源表达体系作为一个非常有用的工具通过组合生物... 微生物天然产物的异源表达在药物的发展过程中发挥着越来越大的作用。通过基因工程技术,将目的生物合成基因簇转移至不同的异源宿主中表达,不仅能够激活沉默的生物合成基因簇,而且可将异源表达体系作为一个非常有用的工具通过组合生物合成生产更多结构新颖、功能独特的化合物。本文结合当今该领域的最新研究动态,概述了基因簇异源表达宿主的选择依据及生物合成基因簇在不同宿主表达的研究进展,以期为天然产物的研究提供一定的借鉴作用。 展开更多
关键词 天然产物 异源表达 基因工程:组合生物合成 生物合成基因簇
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HIP1过表达对酿酒酵母工程菌麦角硫因产量的影响
8
作者 王文欣 王文悦 +5 位作者 刘子雄 上官玲玲 张辉燕 安斐然 陈雄 代俊 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第15期8-15,共8页
麦角硫因是一种普遍存在于高等动植物体内的天然抗氧化剂,具有减少细胞氧化损伤、抗炎和治疗相关疾病的能力,被广泛应用于食品、化妆品和医药行业。与传统的植物提取法及化学合成法相比,通过微生物合成法制备麦角硫因具有周期短、成本... 麦角硫因是一种普遍存在于高等动植物体内的天然抗氧化剂,具有减少细胞氧化损伤、抗炎和治疗相关疾病的能力,被广泛应用于食品、化妆品和医药行业。与传统的植物提取法及化学合成法相比,通过微生物合成法制备麦角硫因具有周期短、成本低和产量高等优势。该研究以酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae CEN.PK113-5D为出发菌株,利用CRISPR/Cas9系统向其基因组中引入异源酶基因,构建具有完整麦角硫因生物合成途径的酿酒酵母工程菌。为进一步提高其产量,过表达组氨酸特异性转运蛋白Hip1p后,在仅有0.5 mmol/L组氨酸供给条件下,菌株胞内游离组氨酸水平显著提高,且麦角硫因产量提高10%。最终经摇瓶发酵72 h产量达(6.88±0.11)mg/L,而在5 L罐补料分批发酵策略下,培养72 h后麦角硫因产量达237.34 mg/L。该研究为后续代谢工程改造产麦角硫因酿酒酵母工程菌株提供靶基因参考。 展开更多
关键词 酿酒酵母 麦角硫因 异源表达 生物合成 组氨酸转运 补料分批发酵
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Complex natural product production methods and options 被引量:3
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作者 Dongwon Park Girish Swayambhu +1 位作者 Thomas Lyga Blaine APfeifer 《Synthetic and Systems Biotechnology》 SCIE 2021年第1期1-11,共11页
Natural products have had a major impact upon quality of life,with antibiotics as a classic example of having a transformative impact upon human health.In this contribution,we will highlight both historic and emerging... Natural products have had a major impact upon quality of life,with antibiotics as a classic example of having a transformative impact upon human health.In this contribution,we will highlight both historic and emerging methods of natural product bio-manufacturing.Traditional methods of natural product production relied upon native cellular host systems.In this context,pragmatic and effective methodologies were established to enable widespread access to natural products.In reviewing such strategies,we will also highlight the development of heterologous natural product biosynthesis,which relies instead on a surrogate host system theoretically capable of advanced production potential.In comparing native and heterologous systems,we will comment on the base organisms used for natural product biosynthesis and how the properties of such cellular hosts dictate scaled engineering practices to facilitate compound distribution.In concluding the article,we will examine novel efforts in production practices that entirely eliminate the constraints of cellular production hosts.That is,cell free production efforts will be introduced and reviewed for the purpose of complex natural product biosynthesis.Included in this final analysis will be research efforts made on our part to test the cell free biosynthesis of the complex polyketide antibiotic natural product erythromycin. 展开更多
关键词 Natural product BIO-MANUFACTURING Native host heterologous host biosynthesis
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聚酮类化合物异源表达研究进展 被引量:3
10
作者 胡春生 吴祖泽 张庆林 《生物技术通讯》 CAS 2013年第4期573-578,共6页
聚酮化合物具有抗感染、抗真菌、抗肿瘤、免疫抑制等生物活性,在临床上应用非常广泛。我们简要介绍了3种聚酮合酶的基因簇特点,即以模块形式存在的Ⅰ型聚酮合酶、包含重复使用结构域的Ⅱ型聚酮合酶和以查尔酮酶为代表的Ⅲ型聚酮合酶,以... 聚酮化合物具有抗感染、抗真菌、抗肿瘤、免疫抑制等生物活性,在临床上应用非常广泛。我们简要介绍了3种聚酮合酶的基因簇特点,即以模块形式存在的Ⅰ型聚酮合酶、包含重复使用结构域的Ⅱ型聚酮合酶和以查尔酮酶为代表的Ⅲ型聚酮合酶,以及大环内酯类、四环素类、蒽环类、聚醚类聚酮化合物异源表达研究现状,综述了异源表达宿主在不同聚酮化合物的表达方面存在的优势及其挑战。 展开更多
关键词 聚酮化合物 异源表达 聚酮合酶 生物合成
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异源表达策略在抗生素研究中的应用进展 被引量:2
11
作者 周纪祥 胡海峰 《世界临床药物》 CAS 2012年第4期227-232,共6页
异源表达在抗生素研究中有广泛的应用,如鉴定基因功能、克隆抗生素合成基因、调节基因表达、提高抗生素产量、组合生物合成和发现活性代谢产物等各个方面。本文简单综述异源表达策略在抗生素研究中的应用进展。
关键词 异源表达 组合生物合成 沉默基因激活 宏基因组
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Characterization of the tunicamycin gene cluster unveiling unique steps involved in its biosynthesis 被引量:1
12
作者 Wenqing Chen Dongjing Qu +5 位作者 Lipeng Zhai Meifeng Tao Yemin Wang Shuangjun Lin Neil P.J.Price Zixin Deng 《Protein & Cell》 SCIE CSCD 2010年第12期1093-1105,共13页
Tunicamycin,a potent reversible translocase I inhibitor,is produced by several Actinomycetes species.The tunicamycin structure is highly unusual,and contains an 11-carbon dialdose sugar and anα,β-1″,11′-glycosidic... Tunicamycin,a potent reversible translocase I inhibitor,is produced by several Actinomycetes species.The tunicamycin structure is highly unusual,and contains an 11-carbon dialdose sugar and anα,β-1″,11′-glycosidic linkage.Here we report the identification of a gene cluster essential for tunicamycin biosynthesis by high-throughput heterologous expression(HHE)strategy combined with a bioassay.Introduction of the genes into heterologous non-producing Streptomyces hosts results in production of tunicamycin by these strains,demonstrating the role of the genes for the biosynthesis of tunicamycins.Gene disruption experiments coupled with bioinformatic analysis revealed that the tunicamycin gene cluster is minimally composed of 12 genes(tunA–tunL).Amongst these is a putative radical SAM enzyme(Tun B)with a potentially unique role in biosynthetic carbon-carbon bond formation.Hence,a seven-step novel pathway is proposed for tunicamycin biosynthesis.Moreover,two gene clusters for the potential biosynthesis of tunicamycin-like antibiotics were also identified in Streptomyces clavuligerus ATCC 27064 and Actinosynnema mirums DSM 43827.These data provide clarification of the novel mechanisms for tunicamycin biosynthesis,and for the generation of new-designer tunicamycin analogs with selective/enhanced bioactivity via combinatorial biosynthesis strategies. 展开更多
关键词 TUNICAMYCIN biosynthetic gene cluster high-throughput heterologous expression BIOASSAY combinatorial biosynthesis
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米曲霉异源表达天然产物研究进展 被引量:1
13
作者 董佳钰 李敏 +3 位作者 肖宗华 胡明 松田侑大 汪伟光 《合成生物学》 CSCD 2022年第6期1126-1149,共24页
天然产物是创新药物和生物农药研发的重要源泉。阐明天然产物生物合成关键基因的功能、解析其生物合成通路和酶催化机制对于促进功能天然产物的应用和开发至关重要。异源表达是研究天然产物生物合成和合成生物学的重要手段之一。近年来... 天然产物是创新药物和生物农药研发的重要源泉。阐明天然产物生物合成关键基因的功能、解析其生物合成通路和酶催化机制对于促进功能天然产物的应用和开发至关重要。异源表达是研究天然产物生物合成和合成生物学的重要手段之一。近年来,米曲霉异源宿主得到了广泛的应用。通过基因工程技术,将目的天然产物生物合成基因和基因簇在米曲霉中异源表达,不仅能够有效地激活沉默的生物合成基因和基因簇,挖掘全新活性天然产物,而且可以快速高效地鉴定天然产物生物合成基因功能,解析和重构其生物合成途径。米曲霉异源表达宿主已经成为天然产物合成生物学研究的强有力工具。本文对米曲霉遗传转化系统在天然产物研究中的应用进行了系统综述。首先,概述了异源表达的应用和意义,介绍了米曲霉遗传转化系统的发展过程、应用基础和优势以及遗传转化方法的实践和优化。其次,根据不同天然产物的结构类型和与之相对应的合成酶特点,着重介绍了该体系表达各类天然产物的成功案例。最后,对米曲霉异源表达宿主在天然产物化学领域的研究和应用前景进行了总结和展望。随着基因编辑、定向进化、合成生物学、生物信息学技术以及人工智能技术的发展和应用,米曲霉异源表达宿主的发展和完善将会极大地促进更多天然产物化学研究技术的发展和革新,以期为天然产物合成生物学的研究和创新药物研发提供借鉴。 展开更多
关键词 米曲霉 异源表达 天然产物 生物合成 合成生物学
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利用合成调控RNA技术提高大肠杆菌异源合成红霉素前体6-脱氧红霉内酯B产量 被引量:1
14
作者 宋书杰 熊智强 王勇 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1039-1049,共11页
红霉素为代表的聚酮类化合物已经成功的在大肠杆菌中实现了异源合成,但其产量仍然较低(仅-10 mg/L)。本研究基于大肠杆菌全基因组代谢模型iAF1260,利用通量平衡分析预测了红霉素母核6-脱氧红霉内酯(6-Deoxyerythronolide B,6-d EB)... 红霉素为代表的聚酮类化合物已经成功的在大肠杆菌中实现了异源合成,但其产量仍然较低(仅-10 mg/L)。本研究基于大肠杆菌全基因组代谢模型iAF1260,利用通量平衡分析预测了红霉素母核6-脱氧红霉内酯(6-Deoxyerythronolide B,6-d EB)生物合成的关键靶点,通过合成调控RNA技术(Synthetic small regulatory RNAs,sRNAs)对预测的靶点进行验证。结果表明,以弱化lsrC(编码LsrABC转运蛋白)和ack A(编码乙酸激酶蛋白)为代表的关键靶点改造可以显著提高6-d EB异源合成,提高幅度可达48.7%。通过弱化靶点的组合,进一步改善了6-d EB的异源合成,产量最终可达22.8 mg/L,比出发菌株产量提高59.9%。本研究发现和确认了6个有效的调控靶点,最终成功地改善了6-d EB在大肠杆菌中的异源合成。研究表明,通量分布比较分析结合sRNAs技术是一种有效的方法提高6-d EB异源合成,也为改善其他代谢产物的异源合成提供了可供借鉴的研究思路。 展开更多
关键词 大肠杆菌 6-脱氧红霉内酯 异源合成 全基因组代谢模型 sRNA技术
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大肠杆菌异源合成三萜化合物研究进展和前景分析 被引量:1
15
作者 张强 李大帅 卢文玉 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期83-89,共7页
三萜化合物具有可观的药用价值和经济价值,但是目前的生产过程复杂、产量低,利用微生物异源合成三萜化合物已成为当前研究趋势,大肠杆菌作为常用萜类合成底盘细胞具有异源合成三萜化合物及其前体的天然优势和研究前景。对三萜化合物微... 三萜化合物具有可观的药用价值和经济价值,但是目前的生产过程复杂、产量低,利用微生物异源合成三萜化合物已成为当前研究趋势,大肠杆菌作为常用萜类合成底盘细胞具有异源合成三萜化合物及其前体的天然优势和研究前景。对三萜化合物微生物异源合成研究进展进行了综述,从三萜化合物合成代谢途径、关键酶的特点及大肠杆菌三萜表达模块和底盘细胞适配三个方面对该途径进行了阐述和分析,针对实现大肠杆菌高效合成三萜类化合物所需要解决的基础问题进行讨论,为扩展大肠杆菌作为三萜化合物合成底盘细胞提供建议和前景分析。 展开更多
关键词 三萜化合物 合成生物学 大肠杆菌 异源合成
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天蓝色链霉菌孢子色素whiE在大肠杆菌中的异源生物合成
16
作者 赵宇春 刘向阳 +2 位作者 邓子新 贺新义 蒋明 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3173-3184,共12页
【目的】在大肠杆菌中完整重构孢子色素whiE的生物合成途径,分离纯化表达体系中合成的新化合物,并解析whiE的生物合成途径。【方法】构建whiE-ORFII、whiE-ORFVII和whiE-ORFI的单基因重组质粒,SDS-PAGE检测蛋白表达情况;借助Xba I与Spe ... 【目的】在大肠杆菌中完整重构孢子色素whiE的生物合成途径,分离纯化表达体系中合成的新化合物,并解析whiE的生物合成途径。【方法】构建whiE-ORFII、whiE-ORFVII和whiE-ORFI的单基因重组质粒,SDS-PAGE检测蛋白表达情况;借助Xba I与Spe I互为同尾酶的特性,实现多基因组合串联;构建好的重组质粒再导入大肠杆菌菌株BAP1中进行异源表达,并用高效液相色谱(HPLC)检测发酵产物;依次使用正相硅胶柱和反向半制备柱分离发酵产物,四级杆飞行时间质谱仪(Q-TOFMS)鉴定发酵产物分子量。【结果】whiE-ORFII、whiE-ORFVII和whiE-ORFI均获得可溶性表达;这3个基因单个串联到菌株BTw95中均未检测到新的产物生成;而whiE-ORFII和whiE-ORFVII、whiE-ORFI和whiE-ORFVII双基因组合以及三基因组合串联到BTw95中可检测得到两种化合物ZYC-1和ZYC-2。在负离子模式下进行Q-TOFMS检测,ZYC-1的[M-H]-为419.0748,推测分子式为C_(23)H_(16)O_(8);ZYC-2的[M-H]-为465.0743,推测分子式为C_(24)H_(18)O_(10)。【结论】本研究推进了孢子色素whiE生物合成途径在大肠杆菌中的异源重构,分离鉴定了2个十二酮II型聚酮化合物,并推测了孢子色素whiE的生物合成途径。 展开更多
关键词 孢子色素whiE 大肠杆菌 异源生物合成 Ⅱ型聚酮化合物
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Biosynthesis of antibiotic chuangxinmycin from Actinoplanes tsinanensis 被引量:2
17
作者 Yuanyuan Shi Zhibo Jiang +6 位作者 Xingxing Li Lijie Zuo Xuan Lei Liyan Yu Linzhuan Wu Jiandong Jiang Bin Hong 《Acta Pharmaceutica Sinica B》 SCIE CAS CSCD 2018年第2期283-294,共12页
Chuangxinmycin is an antibiotic isolated from Actinoplanes tsinanensis CPCC 200056 in the1970 s with a novel indole-dihydrothiopyran heterocyclic skeleton. Chuangxinmycin showed in vitro antibacterial activity and in ... Chuangxinmycin is an antibiotic isolated from Actinoplanes tsinanensis CPCC 200056 in the1970 s with a novel indole-dihydrothiopyran heterocyclic skeleton. Chuangxinmycin showed in vitro antibacterial activity and in vivo efficacy in mouse infection models as well as preliminary clinical trials.But the biosynthetic pathway of chuangxinmycin has been obscure since its discovery. Herein, we report the identification of a stretch of DNA from the genome of A. tsinanensis CPCC 200056 that encodes genes for biosynthesis of chuangxinmycin by bioinformatics analysis. The designated cxn cluster was then confirmed to be responsible for chuangxinmycin biosynthesis by direct cloning and heterologous expressing in Streptomyces coelicolor M1146. The cytochrome P450 CxnD was verified to be involved in the dihydrothiopyran ring closure reaction by the identification of seco-chuangxinmycin in S. coelicolor M1146 harboring the cxn gene cluster with an inactivated cxn D. Based on these results, a plausible biosynthetic pathway for chuangxinmycin biosynthesis was proposed, by hijacking the primary sulfur transfer system for sulfur incorporation. The identification of the biosynthetic gene cluster of chuangxinmycin paves the way for elucidating the detail biochemical machinery for chuangxinmycin biosynthesis, and provides the basis for the generation of novel chuangxinmycin derivatives by means of combinatorial biosynthesis and synthetic biology. 展开更多
关键词 Chuangxinmycin Actinoplanes tsinanensis biosynthesis gene cluster heterologous expression Cytochrome P450 Seco-chuangxinmycin C–S bond formation Sulfur incorporation
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Functional reconstruction of bovine P450scc steroidogenic system in <i>Escherichia coli</i>
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作者 Desislava S. Makeeva Dmitry V. Dovbnya +1 位作者 Marina V. Donova Ludmila A. Novikova 《American Journal of Molecular Biology》 2013年第4期173-182,共10页
Mammalian cytochrome P450scc enzyme system catalyzes the initial step in steroid hormone biosynthesis—cholesterol hydroxylation followed by cleavage of the side-chain to yield pregnenolone. This system consists of th... Mammalian cytochrome P450scc enzyme system catalyzes the initial step in steroid hormone biosynthesis—cholesterol hydroxylation followed by cleavage of the side-chain to yield pregnenolone. This system consists of three components—the cytochrome P450scc (CYP11A1), a flavoprotein (NADPH-adrenodoxin reductase, AdR) and an iron-sulfur protein (adrenodoxin, Adx). In this work, the three-component electron transport chain (AdR/Adx/CYP11A1) from bovine adrenal cortex has been implemented in Escherichia coli by co-expression of the corresponding coding sequences from a tricistronic plasmid. The cDNAs of AdR, Adx and CYP11A1 are situated in a single transcription unit and separated by ribosome binding sequences. The recombinant strain created was capable of synthesizing functional proteins identical to the bovine CYP11A1, AdR and Adx on molecular weights and immuno-specificity. The experiments in vivo showed pregnenolone production from cholesterol by the transformed bacteria. Maximal productivity of 0.42 ± 0.015 mg/l pregnenolone for 24 h has been reached for the induced cells in the presence of cholesterol solubilizing agent—methyl-β-cyclodextrin. Thus, a stable transgenic E. coli strain with the functional reconstructed bovine cholesterol side-chain cleavage system has been firstly generated in this work. The findings are of importance for studies of mammalian steroidogenic system features, and may open some perspectives for further generation of novel microbial biocatalysts. 展开更多
关键词 CYTOCHROME P450 CYP11A1 Adrenodoxin Adrenodoxin REDUCTASE Steroid Hormone biosynthesis heterologous Expression
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Streptomyces sahachiroi ATCC 33158中孢子色素合成基因簇(sah)的鉴定
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作者 李华 王利娟 何璟 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1210-1218,共9页
【目的】Streptomyces sahachiroi ATCC 33158全基因组测序后,通过生物信息学分析找到一个II型聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)基因簇sah。我们通过基因敲除和异源表达的方法对sah的生物学功能进行了研究。【方法和结果】对sah基因簇... 【目的】Streptomyces sahachiroi ATCC 33158全基因组测序后,通过生物信息学分析找到一个II型聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)基因簇sah。我们通过基因敲除和异源表达的方法对sah的生物学功能进行了研究。【方法和结果】对sah基因簇ORF(open reading frame)进行分析后发现,除了一个额外的氧甲基转移酶基因sahI以外,该基因簇与天蓝色链霉菌中负责孢子色素合成的基因簇whiE具有很高的相似性。将sah中负责后修饰的3个基因sahG、sahH和sahI分别敲除后,发现孢子色素的颜色随之发生明显的变化。将sah-minimal PKS基因和whiE-minimal PKS基因分别导入变铅青链霉菌ZX1中进行异源表达,高效液相色谱及液质联用分析证实它们产生相同的水溶性红色色素物质。【结论】sah与whiE基因簇具有相似的生物学功能,负责链霉菌孢子色素的合成。这两个基因簇所合成的孢子色素具有相同的母核,差别在于sah基因簇中多了一个编码氧甲基转移酶的后修饰基因,这可能是导致两种链霉菌孢子在颜色上有细微差别的原因。 展开更多
关键词 S.sahachiroi ATCC 33158 Ⅱ型聚酮合酶 基因中断 异源表达 孢子色素合成
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