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Comparative analysis of rapamycin biosynthesis clusters between actinoplanes sp. N902-109 and Streptomyces hygroscopicus ATCC29253

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Chinese Journal of Natural Medicines 2015年第2期13卷 90-98页

作者： HUANG He REN Shuang-Xi YANG Sheng HU Hai-Feng Shanghai Institute of Pharmaceutical Industry Institute of Plant Physiology and Ecology Shanghai Institutes for Biological Sciences Chinese Academy of Sciences

The present study was designed to identify the difference between two rapamycin biosynthetic gene clusters from Streptomyces hygroscopicus ATCC29253 and actinoplanes sp. N902-109 by comparing the sequence and organization of the gene clusters. The biosynthetic gene cluster for rapamycin in Streptomyces hygroscopicus ATCC29253 was reported in 1995. The second rapamycin producer, actinoplanes sp. N902-109, which was isolated in 1995, could produce more rapamycin than Streptomyces hygroscopicus ATCC29253. The genomic map of actinoplanes sp. N902-109 has been elucidated in our laboratory. Two gene clusters were compared using the online software anti-SMASH, Glimmer 3.02 and Subsystem Technology(RAST). Comparative analysis revealed that the organization of the multifunctional polyketide synthases(PKS) genes: Rap A, RapB, RapC, and NRPS-like RapP were identical in the two clusters. The genes responsible for precursor synthesis and macrolactone modification flanked the PKS core region in N902-109, while the homologs of those genes located downstream of the PKS core region in ATCC29253. Besides, no homolog of the gene encoding a putative type II thioesterase that may serve as a PKS "editing" enzyme accounted for over-production of rapamycin in N902-109, was found in ATCC29253. Furthermore, no homologs of genes rapQ(encoding a methyltransferase) and rap G in N902-109 were found in ATCC29253, however, an extra rap M gene encoding methyltransferase was discovered in ATCC29253. Two rapamycin biosynthetic gene clusters displayed overall high homology as well as some differences in gene organization and functions.

关键词： Rapamycin actinoplanes Biosynthetic gene cluster Comparative analysis

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actinoplanes sichuanensis *** I03A-00723发酵产物的分离纯化、结构鉴定与生物活性研究

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中国抗生素杂志 2011年第2期36卷 107-112页

作者：董国霞孙薇张玉琴余利岩袁丽杰姜威司书毅王玉成孙承航张月琴中国食品药品检定研究院北京100050 中国医学科学院&北京协和医学院医药生物技术研究所北京100050 国家知识产权局北京100088 华北煤炭医学院唐山063000

目的分离、鉴别游动放线菌(actinoplanes sichuanensis ***)I03A-00723菌株产生的活性组分。方法对I03A-00723菌株进行发酵,采用硅胶柱层析和HPLC等方法进行分离纯化,对获得的组分进行理化性质、UV、MS、1H-NMR、13C-NMR等数据分析及活... 详细信息

目的分离、鉴别游动放线菌(actinoplanes sichuanensis ***)I03A-00723菌株产生的活性组分。方法对I03A-00723菌株进行发酵,采用硅胶柱层析和HPLC等方法进行分离纯化,对获得的组分进行理化性质、UV、MS、1H-NMR、13C-NMR等数据分析及活性测定。结果通过分离纯化,从I03A-00723发酵产物中分离到8个单一组分,其中,组分95-2,135已分别被鉴定为大豆苷元和染料木素,其它几个具有抗VRE和PDF酶活性的小组分的结构有待鉴定。结论在actinoplanes sichuanensis *** I03A-00723的发酵产物中发现抗VRE和抑制PDF酶的活性物质;首次从游动放线菌中分离得到大豆苷元和染料木素。

关键词： actinoplanes sichuanensis sp.nov I03A-00723 分离纯化结构鉴定大豆苷元染料木素

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actinoplanes sp.N902-109全基因组序列测定及分析

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中国抗生素杂志 2015年第3期40卷 171-177页

作者：黄鹤芦现杰胡海峰中国医药工业研究总院上海医药工业研究院上海200040 中国科学院上海生命科学院上海200032

actinoplanes sp.N902-109是继吸水链霉菌ATCC292953后分离的第二株能够产生雷帕霉素的放线菌。采用Roche 454GS FLX测序技术和Sanger法PCR测序技术,我们首次完成了actinoplanes sp.N902-109全基因组序列测定。actinoplanes sp.N902-109基因组为环状,长度为9228054bp,GC含量71.3%,编码8212个蛋白,其中5460个编码蛋白被注释有明确的生物学功能。应用Anti SMASH和NRPS predictor软件预测基因组中存在22个次级代谢生物合成基因簇,包含首次鉴定的完整的游动放线菌来源雷帕霉素生物合成基因簇。利用Mummer和Mauve软件对N902-109和已公布的游动放线菌属actinoplanes SE50/11 0和actinoplanes missouriensis 431两株菌株全基因组进行比较分析。通过actinoplanes sp.N902-109基因注释和比较基因组学分析,在全基因组水平上了解actinoplanes sp.N902-109的遗传物质基础,为开展actinoplanes sp.N902-109的代谢调控研究和遗传重组改造奠定基础。

关键词： actinoplanes sp.N902-109 基因组测序雷帕霉素生物合成基因簇

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基于actinoplanes ***50/110基因组规模代谢模型优化阿卡波糖生产

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应用与环境生物学报 2015年第6期21卷 1065-1070页

作者：王雅丽刘立明史仲平江南大学食品科学与技术国家重点实验室无锡214122 江南大学工业生物技术教育部重点实验室无锡214122

阿卡波糖是广泛应用的Ⅱ型糖尿病治疗药物.根据已经建立的基因组规模代谢网络模型i YLW1028,对Act inoplane s ***50/110生产阿卡波糖的发酵进行模拟,并根据模拟结果进行发酵优化.结果显示:根据模型iYLW1028模拟,烟酸使阿卡波糖产生速... 详细信息

阿卡波糖是广泛应用的Ⅱ型糖尿病治疗药物.根据已经建立的基因组规模代谢网络模型i YLW1028,对Act inoplane s ***50/110生产阿卡波糖的发酵进行模拟,并根据模拟结果进行发酵优化.结果显示:根据模型iYLW1028模拟,烟酸使阿卡波糖产生速率提高8.2%;20种氨基酸对阿卡波糖积累有积极作用,组氨酸使其提高58.7%;质子排放鲁棒性分析表明阿卡波糖的产生比细胞生长对pH值更敏感,中性pH利于阿卡波糖产生;氧气鲁棒性分析表明相对低的溶氧水平(0.1917 m mol g^(-1) h^(-1))利于阿卡波糖积累.在湿实验中,烟酸(5 mg/L)使阿卡波糖产量提高了53.5%;谷氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺和天冬酰胺分别使阿卡波糖产量提高了29.6%、26.5%、26.3%、11.8%和9.2%;控制发酵中性pH比不控pH和酸性pH使阿卡波糖产量提高了7%和15%;0.5 vvm的通气量时阿卡波糖产量最高(1.11 g/L).本研究结果表明,结合代谢模型指导的优化方法对相关发酵产品的发酵优化具有一定的借鉴作用.

关键词： actinoplanes sp.SE50/110 基因组规模代谢网络模型阿卡波糖发酵优化

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