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有关创新霉素生物合成方面的研发

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供方名称:
山东大学苏州研究院
所属地区:
江苏省 / 苏州市
合作方式:
所处阶段:
暂未填写
技术领域:
化学药
应用领域:
卫生

 
 
信息描述

一、专家团队介绍:

项 目依托山东大学微生物技术国家重点实验室及微生物学国家重点学科,具有雄厚的微生物学及生物技术研究条件,学术思想浓厚活跃。已经具备微生物分子生物学及 遗传学和天然产物研究项目的设备基本条件:Beckman超速离心机、高速冷冻离心机、真空冷冻干燥机、PCR 扩增仪、NanoDrop 微量分光光度计、Eppendorf电转化仪、凝胶电泳仪和Heidolph旋转蒸发仪、半制备型高压液相色谱仪以及微生物发酵罐等。此外本课题组以及国 家重点实验室还配备了天然产物化学研究方面的仪器设备:高分辨液质联用仪(Bruker impact HD 电喷雾四级杆飞行时间质谱仪和Thermo Scientific 线性离子阱质谱仪LTQ-Orbitrap)等。山东大学药学院天然产物化学生物学实验室配备的600兆超导超屏蔽傅立叶变换核磁共振波谱仪(带超低温探 头)以及其他色谱波谱设备也可以有偿使用主要用于化合物的结构解析。

二、应用领域介绍:

虽然抗生素的发现和使用在近代挽救了无数人的生命,但是抗生素的滥用导致的严重的病原微生物耐药现象已经威胁到全世界公众的健康,寻找既对耐药性细菌有效,又不受现有耐药机制影响的新型抗生素迫在眉睫。因此开发识别新靶标而不会产生交叉抗药性的抗生素逐渐成为研究的热点。

创新霉素 是中国发现的第一个全新结构的新抗生素,由济南游动放线菌(Actinoplanes tsinanensis)产生,临床试验表明它对于大肠杆菌引起的败血症、胆囊炎和尿路感染有显著的疗效(有效率达77.86%) 。体外和体内的联合抗菌实验表明,创新霉素与庆大霉素、新霉素、巴龙霉素、卡那霉素B、多黏霉素、氨苄青霉素、青霉素和头孢菌素I等8种抗生素有不同程度 的协同作用,提高创新霉素抗菌作用4-32倍,有可能提高临床疗效,防止或延缓耐药性的产生。

本项目通 过基因组测序以及直接克隆与异源表达鉴定和验证创新霉素的生物合成途径,阐释创新霉素分子中硫的生源途径和吲哚并噻喃三环的合成机制。通过本项目研究的意 义在于从基因和蛋白水平明确创新霉素的生物合成途径以及各个基因编码蛋白的功能,为后续的体内的遗传改造和体外表达体系的建立奠定了基础;也为将来的药物 开发提供重要的基因和化合物资源。

三、技术细节介绍:

a)创新霉素生物合成基因簇生物信息学分析

对创新霉素产生菌济南游动放线菌的基因组进行测序,利用生物信息学分析软件antiSMASH (Blinet al, 2013)注释天然产物生物合成基因簇并预测出可能的创新霉素生物合成基因簇。

b)创新霉素生物合成基因簇功能验证和异源表达

通过在济 南游动放线菌中的基因中断实验和液质联用(LC-MS)来确定创新霉素生物合成基因簇。如果该原始产生菌难于或者不能进行遗传操作,我们将利用直接克隆技 术(Fuet al, 2012; Bianet al, 2012)或者黏性质粒文库等方法重新构建创新霉素的生物合成途径并在合适的异源宿主(链霉菌或者粘细菌)中功能性表达来鉴定准确完整的创新霉素生物合成 基因簇,并利用基因失活和回补等对每个基因的功能进行深入分析。

c)阐释创新霉素分子中硫的生源途径和吲哚并噻喃三环的形成机理

利用多重基因失活等探索创新霉素分子中硫的生源途径(是否与胶霉毒素类似),寻找负责最终C-S键的形成从而产生吲哚并噻喃三环的酶并利用体外的酶反应阐明其生物合成机理,最终建立创新霉素的体外表达体系实现体外酶催化生产。

联系信息
联 系 人:
郝立群联系电话:0512-62897967
QQ:
15862476567手机:15862476567
E-mail:
sduszhlq@163.com
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