Please wait a minute...
图/表 详细信息
庆大霉素及其相关产物在工业底盘细胞中的高效合成
吴亮亮, 常莹莹, 邓子新, 刘天罡
合成生物学    2022, 3 (6): 1277-1291.   DOI:10.12211/2096-8280.2022-004
摘要   (1294 HTML143 PDF(pc) (3905KB)(989)  

庆大霉素是一种氨基糖苷类抗生素,在临床上广泛应用于治疗由革兰氏阴性菌引起的严重感染。它可由棘孢小单孢菌Micromonospora echinospora产生,生物合成途径清晰。为了提高庆大霉素的产量,本文以工业菌株M. echinospora J1-020为基础,确定庆大霉素合成基因簇信息,建立了稳定的遗传操作方法。在此基础上,使用强(kasOp*)、中(rpsLp-cf)、弱(ermE*)三种强度的启动子评估磷酸转移酶GenP的最适过表达水平,构建对应attB/attP位点整合突变株YC002、YC003、YC001。摇瓶发酵结果显示,YC001、YC002、YC003菌株的庆大霉素C组分的产量较原始菌株[(1008±57) mg/L]分别提高了16.9%[(1178±39) mg/L]、30.8 %[(1319±29) mg/L]和18.8 %[(1198±46) mg/L];同时,结合杂质含量,在以上三株菌株中确定了中强度启动子控制genP过表达的效果最佳,以此构建对应的稳定整合在基因组上的genP过表达菌株YC004。使得庆大霉素C组分摇瓶发酵产量提高了34.5 %[(1427±37) mg/L]。此外,以工业菌株M. echinospora J1-020为底盘,构建genQ敲除菌株,获得了只产生G418单一组分的菌株YC005,其摇瓶发酵产量为460 mg/L。以YC004为出发菌株,依次敲除genB4、genK,获得了只产生西索米星单一组分的菌株YC007,其摇瓶发酵产量达1046 mg/L。综上,以该工业菌株M. echinospora J1-020为底盘,借助合理的代谢工程策略有望快速获得多种氨基糖苷类抗生素的高产菌株。



View image in article
图5 genB4genK敲除菌株构建及HPLC-ELSD分析
正文中引用本图/表的段落
西索米星主要应用于治疗革兰氏阴性菌所致的局部或系统感染。它是2018年FDA新批准的半合成抗生素普拉唑米星的前体[29]。可以通过依次敲除genB4genK来获得西索米星的大量积累[图5(a)、(b)]。既然M. echinospora J1-020作为工业底盘具有产生其他氨基糖苷类中间体的良好潜能,选择在西索米星积累量增加的genP过表达菌株YC004中敲除genB4genK,获得genB4敲除突变株YC006和genB4genK双敲除突变株YC007。其中单敲除genB4突变株YC006的西索米星产量为145 mg/L[图5(c)],产量提升幅度不大;而genB4genK双敲除的突变株YC007,不产生庆大霉素C组分[图5(d)],西索米星的产量比对照菌株YC004产量提升了约21倍,达到了1046 mg/L[图5(c)],再一次证明了该底盘的潜力。
本文的其它图/表