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来源卤化二型聚酮类生物合成基因簇的两种关键功能基因鉴定与表达

2021-09-23岳昌武李晓倩

微生物学杂志 2021年4期

王 苗, 岳昌武, 李晓倩, 陈 彬

(1.遵义医科大学 生命科学研究院,贵州 遵义 563000;2.遵义医科大学 贵州省普通高等学校微生物资源利用及开发特色重点实验室,贵州 遵义 563000;3.延安大学 医学院,陕西 延安 716000;4.遵义医科大学 第三附属医院,贵州 遵义 563000)

卤化物是包括氟化物、氯化物、溴化物、碘化物以及某些卤素互化物的一类有机化合物。大多数卤化物具有重要的生物活性,临床上使用的抗生素和抗肿瘤药物中,有许多来源于微生物的卤化物,如具有抗肿瘤活性的C-1027、蝴蝶霉素以及具有抗菌活性的万古霉素、氯霉素等。2014年批准上市的4个新型抗生素中3个为卤化物,分别为Dalvance、Oritavanci、Sivextro[1-3]。卤化物中的卤素原子对卤化物的生理活性有重要的影响,不仅可以有效提高化合物的相关活性[4-7],而且可以延长半衰期并增加生物利用度[8-9]。因此,卤化物的发现与研究对新药的开发具有十分重要的意义。卤化物主要来源于微生物,通过传统的纯培养方法挖掘天然卤化物重复率高且不具有定向性[10]。研究表明,卤化物的生物合成基因成簇(Gene cluster)存在于生物的基因组中,其中的卤化酶基因负责化合物的卤化修饰,是能够赋予次生代谢产物活性的一种重要后期修饰酶,具有底物特异性,很可能催化合成新的卤化产物。卤化酶催化的卤化反应在抗生素生物合成途径中起着重要作用,可极大提高代谢产物的生物活性。以卤化酶基因为探针,发现与之偶联的天然生物合成基因簇,利用卤化酶基因序列的保守区域设计简并引物,筛选土壤宏基因组文库获得卤化酶阳性克隆,并对获得的卤化酶基因间的进化及其与天然产物合成的关系进行分析。……

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