灰绿霉素(griseoviridin)和绿灰霉素(viridogrisein)，后者也称作宜他霉素(etamycin)，是一组分离自链霉菌（streptomyces）的代表性链阳菌素(streptogramin)，相关的生产菌株分布于陆生与海洋环境当中。　　 灰绿霉素是一个二十三元聚酮聚肽大环内酯，属A型链阳菌素，分子内由独特的β位C-S键形成一个含硫九元环;绿灰霉素为B型链阳菌素，是一个含五个非天然氨基酸的八元环脂肽。二者可分别作用于细菌核糖体50S大亚基上的A和P位点，中止菌体蛋白质翻译合成，抑制菌株的生长繁殖。二者具有协同抑菌能力，功效可提高百倍以上。灰绿霉素和绿灰霉素的研究开发工作方兴未艾。本课题全面系统地开展了灰绿霉素和绿灰霉素的生物合成机制研究，主要取得了以下四个方面的成果:　　 1.鉴定了灰绿霉素和绿灰霉素的生物合成基因簇。在Streptomycesgriseoviridis高通量全基因组扫描和基因组文库构建获得菌株遗传信息的基础上，首次鉴定分析了灰绿霉素和绿灰霉素的长约105 kb的生物合成基因簇，并注释了全部36个开放阅读框（open reading frame ORF）。整个生物合成基因簇两端为调控基因和抗性基因。中间以抗性基因sgvT2为分界点大致划分为上下两部，上游主要有组装绿灰霉素骨架的非核糖体肽合成酶(Nonribosomal peptidesynthetase，NRPS)的编码基因sgvD1-sgvD4和一系列非天然氨基酸前体的生物合成基因;下游主要是合成灰绿霉素骨架的聚酮合酶（Polyketide synthase，PKS），NPRS和杂合的PKS-NRPS的编码基因sgvE1-sgvE6和酰基转移酶编码基因sgvQ，此外在基因簇下游还有一个由sgvA-C和sgvK四个基因组成的γ-丁内酯类活性化合物(γ-butyrolactone，GBL)的生物合成基因区段。　　 2.构建S.griseoviridis菌株基于PCR-Targeting的接合转移基因失活和回补遗传操作体系，获得了40个基因失活突变菌株，其中包括14个边界基因，并准确定位了基因簇的边界。针对其中四个基因构建了对应的四个反式回补菌株。利用获得基因失活菌株结合生物信息学分析推导了灰绿霉素和绿灰霉素骨架组装模型。绿灰霉素生物合成起始于SgvD1活化3-羟基吡啶甲酸，随后由SgvD2-D4催化添加后续七个单元并最终环化。灰绿霉素由SgvE1-SgvE6有序添加结构单元并环化，SgvQ在模块间传递酰基化的生物合成中间体，为典型的酰基转移酶缺失的杂合PKS-NRPS催化机制。此外利用突变菌株分析，分析发现MbtH类蛋白编码基因sgvJ是绿灰霉素的NRPS活性密切相关的基因，而Ⅱ硫酯酶编码基因sgvI则是与灰绿霉素和绿灰霉素二者稳定生产均需的关键基因。同时利用遗传操作证明sgvS是3-羟基吡啶甲酸的生物合成的必需基因，并利用基因失活突变株△sgvS结合前体添加培养证明了体内3-羟基吡啶甲酸是SgvD1的特异性底物。苯基甘氨酸是绿灰霉素的第八个结构单元，基因失活结合前体喂养证明sgvN是苯基甘氨酸生物合成的必需基因，并发现菌株能够同时利用D/L-苯基甘氨酸合成绿灰霉素。　　 3.通过基因失活和回补证明了AfsA类蛋白编码基因sgvA是绿灰霉素和灰绿霉素生物合成的必需调控基因，结合受体蛋白基因sgvB和其余两个基因sgvC和sgvK的基因失活分析推导了γ-丁内酯类活性化合物的生物合成机制。同样通过基因失活，发现基因簇内的两个SARP类正调控蛋白的编码基因sgvR2和sgvR3和一个TetR类负调控蛋白编码基因sgvR1，并获得了△sgvB和△sgvR1两个灰绿霉素和绿灰霉素的高产菌株。随后利用RT-PCR分析证明了γ-丁内酯类活性分子的调控是启动灰绿霉素和绿灰霉素生物合成的关键因子，而且SgvR2和SgvR3是灰绿霉素和绿灰霉素生物合成的直接调控蛋白。通过构建三个转运蛋白编码基因sgvT1-T3的失活突变菌株并分析代谢产物生产情况，发现SgvT1和SgvT2是灰绿霉素和绿灰霉素生物合成中的关键分泌转运的蛋白，而sgvT3基因编码的转运蛋白在灰绿霉素和绿灰霉素生物合成中并非必需。　　 综上所述，本课题研究首次鉴定分析了灰绿霉素和绿灰霉素的生物合成基因簇和相关功能基因，基于生物信息学分析推导相应的生物合成机制和揭示相关的调控和抗性机理，已有的研究结果为后续的深入研究探讨打下扎实基础也为链阳菌素和其他次级代谢产物的研究提供了良好的借鉴和参考。