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埃博霉素(epothilones)是一类由粘细菌中纤维堆囊菌(Sorangium cellulosum)产生的、具有与紫杉醇相似的促微管聚合活性的抗肿瘤化合物.目前有多个埃博霉素类的化合物在临床试验,而埃博霉素的杂氮衍生物ixabepilone于2007年10月被美国食品与药品监督管理局(FDA)批准用于临床.由于粘细菌分离纯化困难,以及埃博霉素产生菌在堆囊菌中的比例低(2-3％)的原因,目前文献报道的埃博霉素产生菌仅有四株,其中仅有德国GBF分离的So ce90菌株和我们分离的S00157-2菌株有较为详细的报道.我们前期基于在我国不同地区采集的800多个粘细菌的大规模筛选,扶得12株埃博霉素产生菌.我们对其中一株液体发酵较为友好的菌株S00157-2进行深入研究.埃博霉素是由杂合了NRPS的PKS基因簇生物合成.So ce90菌株从10吨的发酵物中分离获得了39种埃博霉素类似物.我们对S00157-2的分析已经发现23个,其中包含多个新结构的埃博霉素类似物.进一步的大规模发酵产物分析显示有47个埃博霉素类的化合物.S00157-2菌株是一株耐碱菌株,可以在pH 5-14的范围内生长,最适生长在pH8-9.该菌的基因组全测序显示有14,782,125 bp大小,是目前已经报道原核生物细胞基因组中最大的,比另外一株测序的纤维堆囊菌So ce56菌株要大1.75 Mb.我们对S00157-2在中性和碱性条件下的转录组分析显示,该菌株的生长有很强的碱性偏好性,并且在碱性条件下显示免疫系统的显著下调,可能为基因组的扩张提供更大的机遇,同时也为纤维堆囊菌的遗传操作提供了新的思路.另外,不同纤维堆囊菌菌株之间复杂相互作用可以极大地提高产生菌的埃博霉素合成能力,为埃博霉素的发酵优化提供重要参考和新思路.由于粘细菌的细胞生长周期长(2-16 hr)等原因,代谢产物的发酵水平一直不高,并且遗传操作困难.目前在多种宿主中进行了相应的异源表达.如埃博霉素在非粘细菌宿主Streptomyces coelicolor (Tang et al.,2000), S.venezuelae (Park et al., 2008),Escherichia coli (Mutka et al.,2006),Pseudomonas putida (Fu et al.,2008)的异源表达,但发酵水平为μg/L级,在粘细菌模式菌Myxococcus xanthus (Juli en and Shah,2002；Lau et al.,2002；Fu et al.,2008)则达到mg/L级,而目前的堆囊菌中埃博霉素的发酵水平在百mg/L级.埃博霉索发酵生产的进一步提高应该在适宜于埃博霉素合成的改良后的粘细菌人工底盘宿主中进行.