《SAV576和SAV151基因對阿維菌素生物合成的調控機制研究》是依託中國農業大學，由文瑩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：SAV576和SAV151基因對阿維菌素生物合成的調控機制研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：文瑩
- 項目類別：面上項目
- 批准號：31170045
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
阿維菌素是由阿維鏈黴菌產生的廣譜、高效、低毒的殺蟲抗生素，廣泛套用於農業和畜牧業生產上。雖然阿維菌素的生物合成途徑早已闡明，每一合成步驟中所涉及的基因功能已基本明確，阿維鏈黴菌的基因組序列也已公布，但目前對阿維菌素的生物合成調控卻所知甚少。.在前期初步研究中，本實驗室首次發現兩個TetR家族轉錄調控蛋白基因SAV576和SAV151對阿維菌素生物合成起負調控作用。本項目擬分別從SAV576和SAV151在轉錄水平對阿維菌素生物合成的調控，SAV576和SAV151蛋白與靶基因的相互作用，SAV576和SAV151蛋白作用的靶基因與阿維菌素生物合成之間的關係等方面揭示SAV576和SAV151調控阿維菌素生物合成的作用機制，為闡明阿維菌素生物合成的複雜調控網路奠定基礎。
結題摘要
阿維菌素是由阿維鏈黴菌產生的高效殺蟲的大環內酯類抗生素，已被廣泛套用於醫藥、農業和畜牧業生產上，但目前對阿維菌素生物合成的調控機制仍知之不多，極大制約了利用基因工程手段構建阿維菌素高產菌株的發展。 本項目按計畫揭示了TetR家族轉錄調控因子（TFR）SAV151和SAV576負調控阿維菌素生物合成的分子機理。證實SAV151不影響阿維菌素生物合成基因簇中ave基因的轉錄，但它直接抑制自身和上游轉錄單元SAV152-SAV153-SAV154的轉錄，過表達SAV151的靶基因SAV152（編碼脫氫酶）和SAV154（編碼水解酶）都可促進阿維菌素合成。SAV576間接負調控ave基因、直接負調控自身和附近基因的轉錄；SAV576作用的靶基因SAV575（編碼細胞色素P450/NADPH-高鐵血紅素蛋白還原酶）和SAV577（SAV576同源基因）以不同方式影響阿維菌素的合成：SAV575促進阿維菌素合成，但不影響ave基因表達；SAV577與SAV576相似，都間接負調控阿維菌素合成；SAV576與SAV577競爭相同的結合位點，但SAV576的DNA結合活性比SAV577強，暗示SAV576的調控作用是主要的；這是首次發現鏈黴菌中兩個相鄰且類似的TFR可同時調控抗生素合成。 此外，本項目還拓展了對AveT（SAV3619，TFR）和ECF-σ25的調控功能研究，闡明了σ25間接負調控阿維菌素而直接正調控寡黴素合成、AveT間接正調控阿維菌素合成的分子機制，AveT重要的靶基因aveM（編碼跨膜的外排泵）對阿維菌素合成具有抑制作用，在野生型菌株和工業生產菌株中過表達aveT或缺失aveM可顯著提高阿維菌素產量。 上述研究結果發表IF＞3的SCI論文5篇，為揭示阿維菌素生物合成的複雜調控網路奠定了基礎，為定向遺傳改造阿維鏈黴菌理性提高阿維菌素產量提供了重要依據，並由此構建獲得了高產阿維菌素生產菌株，實現了基礎研究與實際套用的有機結合。
