核苷类抗生素muraymycin生物合成机理的研究

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1、上海交通大学博士后学位论文核苷类抗生素Muraymycin生物合成机理的研究姓名：程林申请学位级别：博士后专业：生物学指导教师：邓子新201106mumymycin生物合成机理的研究摘要muraymycin是从链霉菌Streptomycessp．NRRL30471的发酵产物中分离到的一类新型核苷．脂肽类抗生素。该抗生素结构比较独特，含有一个异卷须霉啶(epicapreomycidine)和一个脲键，而且该抗生素的所有组分都含有一个连接短肽的糖基化的糖醛酸。muraymycin与近年来研究得比较多的核苷类抗生

2、素如杀绿霉素(pacidamycin)和卡普拉霉素(caprazamycin)结构类似。muraymycin通过抑制细菌细胞壁的合成来达到抑菌效果，它的作用靶标是细菌肽聚糖合成的转位酶I(MraY)，此酶催化P．N．乙酰胞壁酸五肽形成lipidI——肽聚糖合成途径中的一种重要的中间体。近来，由于肽核苷类抗生素结构独特以及作用于新的靶标，所以引起广泛的关注。到现在为止，尼可霉素(nikkomycin)、多氧霉素(polyoxin)、卡普拉霉素(caprazamycin)、脂硫霉素(1iposidomycin)

3、、A500359和杀绿霉素(pacidamycin)等抗生素的生物合成基因簇都已经被克隆。自2002年被发现以来，关于muraymycinl拘研究集中在化学合成它的组分及其类似物以期获得更好的活性以及选择性，而对此抗生素的生物合成机制一无所知。本课题组构建-J"Streptomycessp．NRRL30471的基因组文库，并利用muraymycin类似的抗生素卡普拉霉素(caprazamycin)生物合成的基因cpzl4，设计简并引物从此文库中筛选出14个阳性克隆。将其中18F3灏]序，结果显示，此43．4

4、．kb的连续片段包含33个ORF，推测其中的26个可能涉及muraymycin的生物合成。利用遗传学方法分别中断murl6和murl7基因上海交通大学博士后出站报告都导致muraymycin生物合成的终止，说明这两个基因都是此抗生素生物合成的必需基因。另外，中断mur32基因导致muraymycinl约产量急剧下降，而中断mur34基因导致产量急剧上升，说明前者是此基因簇中的正调控基因，而后者是负调控基因。利用pET系统表达Mur34蛋白并通过镍柱纯化，将之与muraymycin生物合成基因簇中的5个启动子

5、区DNA片段进行结合实验，结果显示，Mur34蛋白可以结合mur33／32及mur36／35的启动子区DNA，暗示该蛋白可能通过结合下游的mur33／32及tour36．／35的启动子DNA区来调控这四个基因的转录。另外，通过将改造过的18F3cosmid整合到SlividansTK24的基因组中并发酵，成功异源表达出muraymycin。这些结果为阐la)]muraymycin生物合成途径、提高muraymycinl拘产量以及合成出更有活性的衍生物奠定了基础。关键词：muraymycin，核苷一脂肽类抗生

6、素，基因簇，生物合成途径，调控机制muraymycin生物合成机理的研究ABSTRACTMuraymycinareagroupofstructurally·-relatednucleoside-·lipopeptideantibioticsisolatedfromthefermentationbrothofStreptomycessp．NRRL30471usingacell·wallspecificbiologicalassay．Thestructureofmuraymycinissignificantly

7、unusual，itcontainshexahydro一2-imino一4一pyrimidylglycylmoiety(epicapreomycidine)andanureidobond，moreover，allmuraymycincomponentsbearsacommonpeptide-appended，glycoslateduronicacid，andmemberofthisfamilyofantibioticsdiffersinthefattyacid(R1)andtheterminalaminos

8、ugar．Structurally，muraymycinisrelatedtouridylpeptideantibioticsincludingwell—characterizedpacidamycinandcaprazamycinnucleosideantibioticsAsapotentnucleoside—lipopeptideantibiotics，muraymycintargetsbacterialce