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链霉菌由于具有相对复杂的形态分化过程和产生丰富次级代谢产物的强大能力，成为研究细菌形态分化和抗生素合成调控的良好材料。天蓝色链霉菌是链霉菌的模式菌株，对其形态分化和次级代谢的研究有助于深入理解链霉菌次级代谢物产生的生物学意义，并为进一步获得新型抗生素提供理论基础。本文主要对天蓝色链霉菌的肌醇降解途径和参与链霉菌次级代谢和形态分化的调控因子进行了研究。 本研究主要内容包括：⑴对天蓝色链霉菌基因组进行分析，发现并鉴定了负责肌醇降解的基因簇。该基因簇由4个转录单元组成，分别是SCO2726-2727、SCO6974-6978、SCO6979-6983和SCO6984-6985。通过PCR-targeting策略，分别对该基因簇内的基因进行了敲除，发现大部分基因缺失突变株不能在以肌醇为唯一碳源的MM1液体培养基上生长，表明该基因簇参与了天蓝色链霉菌中肌醇的降解和利用。转录分析表明，添加肌醇能促进该簇内基因的转录。序列分析发现SCO6974是该基因簇中的GntR家族的调控基因。在SCO6974遗传突变株中，SCO2726、SCO6975、SCO6976、SCO6978和SCO6982的转录均比野生株有明显提高，但SCO6984的转录无明显变化。凝胶阻滞实验表明，SCO6974蛋白能够结合在SCO2727、SCO6978和SCO6985的启动子区域并调控这些基因的表达。Footprinting实验证明其结合序列为(A/T)TGT(A/C)N(G/T)(G/T)ACA(A/T)。对结合序列中的保守碱基突变后，SCO6974与该突变序列的结合能力消失。儿茶酚双加氧酶酶活实验表明SCO6974与其保守序列的结合能够抑制肌醇降解相关基因的转录，说明SCO6974直接负调控肌醇的降解。此外，SCO6974的缺失还影响了天蓝色链霉菌的形态分化和抗生素的产生，其突变株中孢子产生减少，放线紫红素和钙依赖抗生素的产生增加。⑵SCO6256编码GntR家族的调控蛋白。其推测的蛋白序列与SCO6974具有高度同源性，其一致性达74％。实验表明，SCO6256也参与了肌醇降解的调控。在R2YE培养基中，SCO6256的缺失导致肌醇降解相关基因的转录明显提高。SCO6256也能够结合在SCO2727、SCO6978和SCO6985的启动子区域，并且能与自身启动子结合，其结合序列与SCO6974的结合序列一致。对结合序列中的关键碱基进行突变后，SCO6256也失去了与之结合的能力。SCO6974遗传突变株中SCO6256的转录显著提高。此外，SCO6974能够结合在SCO6256的启动子区域。Pull-down结果显示SCO6256和SCO6974之间存在直接相互作用。SCO6256的缺失影响了天蓝色链霉菌抗生素的产生，其突变株中放线紫红素和钙依赖抗生素的产量提高，放线紫红素和钙依赖抗生素生物合成途径特异性调控基因actⅡ-ORF4和cdaR的转录量显著上升。进一步实验发现，SCO6256能够结合在cdaR的启动子区域，结合序列为TTTCGGCACGCAGACAT，保守碱基突变实验表明这一序列是SCO6256与cdaR启动子区域结合所必需的。依据SCO6256保守的结合序列在天蓝色链霉菌基因组上搜寻并结合EMSA实验，找到了4个SCO6256的可能靶基因，分别是SCO2652、SCO4034、SCO4237和SCO6377，这4个基因在SCO6256遗传突变株中的转录量有明显提高。以上结果表明SCO6256也参与了天蓝色链霉菌肌醇降解的调控，并影响了抗生素的产生。⑶肌醇作为碳源能被大多数细菌利用，同时肌醇的衍生物还是放线菌细胞膜的重要组成成分。我们发现在以甘露醇为碳源的基本培养基上添加肌醇能促进天蓝色链霉菌放线紫红素的产生，也能促进圈卷产色链霉菌尼可霉素的产生，以及促进棒状链霉菌克拉维酸的产生;在DNA培养基上能提高天蓝色链霉菌钙依赖抗生素的产量。转录实验表明肌醇能够显著增强尼可霉素和克拉维酸生物合成途径特异性调控基因sanG和ccaR的表达。这说明肌醇在链霉菌次级代谢中具有重要的作用。⑷SCO2140编码Lrp/AsnC家族的调控蛋白，该基因的缺失也能够影响天蓝色链霉菌的形态分化和抗生素的产生。SCO2140的缺失使气生菌丝产生减弱，放线紫红素和钙依赖抗生素的产量降低，而其高表达菌株中放线紫红素的产量增加。转录实验发现，SCO2140突变株中actⅡ-ORF4和cdaR的转录量明显下降，SCO2139的转录量明显提高。SCO2139的高表达能显著降低放线紫红素的产量，暗示SCO2140可能通过调控SCO2139的转录影响抗生素的产生。在以赖氨酸为氮源的改良的基本培养基2中，SCO2140遗传突变株产生放线紫红素的能力降低，而遗传互补株能够恢复到野生株的表型。Westernblot结果表明SCO2140在R5培养基中持续表达;动态光散射分析发现SCO2140是以二聚体、四聚体和八聚体的混合态存在。