第12组-激活沉默基因以获取新型微生物次级代谢产物的策略研究.ppt

组员： 季宗德 郭秋香 张羡媛 赵琪 ; 根据2007 年的统计，1981～2006 年间国际上所有批准的药物中，超过 50%来源于天然产物、天然产物的衍生物或模拟天然产物药效基团的合成化合物。 尤其是，目前临床上使用的 60%的抗癌药物和 70%的抗生素是天然产物或者基于天然产物研发的药物。;非常值得思考的问题：; 随着基因组测序技术的飞速发展和微生物基因组大规模测序的广泛开展，目前已测定了超过580个微生物的全基因组序列。; 在常规培养条件下，大多数生物合成基因簇不表达或以极低水平表达并在特定条件下被激活而表达活性产物，这些DNA序列称为沉默生物合成基因簇。;沉默基因簇的异源表达 ;天然生产菌 表达水平低; 所谓基因的异源表达，就是将整个沉默合成基因簇克隆至质粒、黏粒或者细菌人工染色体上．利用异源宿主对其进行表达，然后利用相关的分析技术对含有该克隆的表达宿主以及对照宿主的发酵液上清或者提取物进行分析，最终对该代谢产物进行分离、纯化和结构鉴定。;异源表达使得沉默基因在新的表达系统中无需按照原来的起始位点进行有效转录，对培养条件也无特殊要求，克服了天然生产菌表达 水平低、遗传操作困难、不容易规模培养等缺点，为工业化生产扫清障碍。另外，它还适用于生长缓慢的微生物，如蓝细菌、真菌等。由该法已发现多种新的生物活性物质。;;正调节基因进行组成型表达;正调节基因进行组成型表达和负调节基因的中断;启动子的替换; 通过; [17] Henrikson JC,Hoover AR,Joyner PM,Cichewicz RH. A chemical epigenetics approach for engineering the in situ biosynthesis of a cryptic natural product from Aspergillusniger[J]. Organic ＆ Biomolecular Chemistry,2009,7(3):435-438. ;核糖体工程是指程通过对微生物次级代谢产物合成相关基因表达的两个重要元件——核糖体或RNA 聚合酶进行修饰和改造，以抗生素抗性突变为外在特征，向其合成相关基因中引入特定的点突变或缺失突变，核糖体结构的改变引起蛋白合成能力的改变，进而激活沉默基因，影响微生物次级代谢产物的合成。;5.核糖体工程策略;激活沉默基因簇有时还需要宿主细胞提供合适的环境因素, 因此对??主细胞进行遗传修饰改造也是必要的; 单菌多次级代谢产物（one strain-many compounds，OSMAC）策略，是通过改变培养培养基成分、通气量及添加重金属和酶抑制剂等发酵条件来获取更多新型的次级代谢产物的方法;;;Thank You !