链霉菌自动调控因子的研究进展论文

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1、链霉菌自动调控因子的研究进展论文【摘要】γ-丁酸内酯自动调控因子是一种由链霉菌产生的被称为微生物“激素”的小分子化合物，它控制着链霉菌次级代谢物的产生或形态分化。根据该类自动调控因子C-2位细微的结构差别分为三种类型，分别为A因子型、VB型和IM-2型。本文详细介绍了每种类型中具有代表性的自动调控因子、受体及其对链霉菌次级代谢与形态分化的调控作用，并系统地阐述了其调控网络。【关键词】链霉菌；自动调控因子；受体；调控网络ABSTRACTγ-ButyrolactoneautoregulatorproducedinStreptomycesisaloolecular-etabolisma

2、ndmorphologicaldifferentiationinStreptomyces.BasedonminorstructuraldifferenceintheC-2sidechain,theseautoregulatorschemicallyidentifiedtodatecanbeclassifiedintothreetypes:theA-factortype,thevirginiaebutanolide(VB)typeandtheIM-2type.InthisrevieetabolismandmorphologicaldifferentiationinStreptomy

3、ces.Theregulatoryatically.KEY1和S两种抗生素(virginiamycinM1andS，VM1和VS)［16］。直到1987年，Yamada等［17］才从该菌中分离出三种结构上非常相似并能诱导菌体产生维吉霉素的小分子化合物，分别命名为VB-A、VB-B和VB-C。随后，Kondo等［18］又发现了两种新的VBs，分别命名为VB-D和VB-E，在天然的VBs中，VB-A的活性最高。VBs的生物合成第一步与A因子类似，不同的是随后依次经过磷酸酶的去磷酸化作用、分子间的羟醛缩合和还原酶的作用产生VBs［6］。VBs的受体BarA氨基端也有一种HTH结构域，B

4、arA作为转录抑制因子控制自身的编码基因barA的转录，形成了自我调节环路［19］。Nakano等［20］构建的NH1突变株破坏了BarAHTH结构域，NH2突变株破坏了BarA羧基端，但保留HTH结构域，两突变株都比野生株提前产生维吉霉素，只有NH2突变株与野生株产生VBs。这表明BarA是一种双功能的调控蛋白，既抑制维吉霉素的产生又能激活VBs的合成，并且HTH结构域对VBs的生物合成至关重要。Kinoshita等［19］发现临近barA存在着两个基因：一个在下游为barB，BarB可间接控制维吉霉素的产生［21］；另一个在上游为barX，BarX与AfsA具有较高的同源性，

5、但它并不是VBs合成的酶，而是作为多效调控蛋白间接控制着维吉霉素的产生、VBs合成和VM1抗性的产生，另外还发现BarX与BarA通过蛋白与蛋白之间的相互作用，加强BarA的DNA结合能力［22］。迄今为止，研究人员发现在barX与barB下游共存在着7个基因(图3)，并进行了其功能的研究［22～26］(表2)。表2弗吉尼亚链霉菌中barX和barB下游基因、表达产物及其功能(1)当VBs浓度低于一定水平时，BarA结合在DNA靶序列上，抑制靶基因转录。BarA可抑制自身编码基因产生，形成自我调节环路，使VBs浓度维持在一定水平。BarX可作为协同抑制因子加强BarA的DNA结合

6、能力。当菌体在指数生长后期时，VBs浓度增加到临界值，VBs结合BarA脱离了DNA靶序列，被抑制的基因开始转录。BarA靶基因除自身编码基因barA外，还有barB、varS和varM。(2)barB-varS是双顺反子，共用一个转录单位，VBs结合BarA从barB启动子解离下来，开启barB-varS的转录，BarB暂时抑制vmsR的转录，直到菌体能够耐受自身产生的抗生素，推测该菌染色体中至少存在一个基因x，其表达产物X可激活vmsR的转录，VmsR激活VM1和VS生物合成基因簇，产生维吉霉素。此外，BarB作为负调控蛋白还控制着barB上游基因barZ与orf5的转录，具

7、体调控机制尚不清楚。(3)BarA脱离barB启动子后，varM开始转录，产生VM1与VS抗性，但varS并没转录，因为varS-varR也是双顺反子，varR本底水平的转录产生VarR，VarR结合varS启动子序列抑制其转录，当菌体开始产生VS时，VS结合VarR使其脱离varS启动子，随之开启varS-varR的转录，使菌体产生VS抗性。(+)：激活；(-)：抑制图4VBs对维吉霉素与其抗性的调控网络3IM-2型3.1浅紫灰链霉菌中γ-丁酸内酯自动调控因子IM-21989年