第八章现代生物技术在抗生素工业中的应用.pptVIP

五、改进抗生素生产工艺氧：将血红蛋白基因克隆到放线菌中，促进有氧代谢、菌体生长和抗生素合成。传统方法：对发酵罐进行改造（成本高，利用率小）基因工程在抗生素生产中的应用基因工程方法：引入血红蛋白基因到产生菌中，在细胞中表达血红蛋白，从提高细胞自身代谢功能解决溶氧供求矛盾透明颤菌血红蛋白（VitreoscillahemolobinVHb)对氧的亲和力提高，临界氧下降DOOURCLCVHB第62页，共95页，星期日，2025年，2月5日透明颤菌血红蛋白基因在产黄青霉中的克隆与表达产黄青霉生物量提高9.76%，青霉素产量提高了9.68%中国抗生素杂志，2006，7：400-402.第63页，共95页，星期日，2025年，2月5日六、产生杂合抗生素组合生物合成：利用生物合成酶基因的底物宽容性及其相互作用进行生物合成酶基因的重组、组合、互补、替换等操作，以产生新结构化合物。与原有化合物相比，这些新化合物的结构改变可以发生在母核上，也可以发生在母核的修饰上。用途?为功能化合物包括新药的筛选提供人工“天然产物”库?定向改造已有功能化合物提供了绿色途径。第64页，共95页，星期日，2025年，2月5日1.基因重组第65页，共95页，星期日，2025年，2月5日2.酶基因突变第66页，共95页，星期日，2025年，2月5日3.引入酶基因第67页，共95页，星期日，2025年，2月5日4.酶催化形成新产物

第68页，共95页，星期日，2025年，2月5日组合生物合成操作策略第69页，共95页，星期日，2025年，2月5日digestion质粒genomeligationtransformHost-TestphenotypeShotgun第30页，共95页，星期日，2025年，2月5日抗生素基因簇的组成第31页，共95页，星期日，2025年，2月5日PABA合成酶基因——pab的克隆受体菌BamH1连接供体菌：过量生产PABA的磺胺抗性的灰色链霉菌总DNA筛选磺胺抗性转化子质粒转化分离基因第32页，共95页，星期日，2025年，2月5日克隆抗生素所用的方法第33页，共95页，星期日，2025年，2月5日二、几种典型的抗生素生物合成基因的结构红霉素:参与红霉素生物合成的基因长度为60kb，整个基因由23个ORF(openreadingframe)组成。中心部分约为35kb，称为eryA，由3个ORF（eryAⅠ，eryAⅡ，eryAⅢ）组成，主要参与内酯环的合成。eryF编码细胞色素P450单氧化酶，使6位原子羟基化；”eryB”与”eryC”是两组基因，分别与红霉素的形成和红霉内酯的3-O-红霉糖苷化有关，及与红霉糖胺的形成或3-O-红霉糖苷化有关；eryK编码C-12羟基化酶。第34页，共95页，星期日，2025年，2月5日AT-acyltransferaseACP-acylcarrierproteinKS-ketosynthaseKR-ketoreductaseDH-dehydrtaseER-enoylreductaseTE-thioesteras脱氧红霉内酯B脱氧红霉内酯B的生物合成ORF1ORF2ORF3第35页，共95页，星期日，2025年，2月5日青霉素：pcbC基因编码异青霉素N合成酶，通过“反向遗传学”方法克隆IPNS的N末端氨基酸序列，根据已知的氨基酸序列，以合成的寡核苷酸为探针，通过杂交来识别含有相关DNA序列的克隆体，经DNA序列分析发现了一个可读框，并能在大肠杆菌中表达，这种重组大肠杆菌可产生IPNS，故证实已克隆到了pcbC基因。第36页，共95页，星期日，2025年，2月5日按硫代模板机制进行。ACV合酶合成δ-氨基己二酸-半胱氨酸-D-缬氨酸三肽。由IPN合酶催化形成异青霉素N。++ACV合酶异青霉素NIPN合酶δ-氨基己二酸-半胱氨酸-D-缬氨酸三肽异青霉素的生物合成第37页，共95页，星期日，2025年，2月5日青霉素和头孢菌素的生物合成第38页，共95页，星期