由于抗生素所具有的应用和商业价值，改造其制备工艺、提高产量一直是抗生素的研究重点。本论文依据材料的不同分为两部分内容。　　 第一部分是对青霉素扩环酶的改造，以期提高对青霉素G的转化活性，从而更好的应用于7-ADCA(半合成头孢菌素前体)的合成。青霉素扩环酶是实现酶法转化青霉素生产7-ADCA的关键酶。获得对青霉素G具有高催化能力的扩环酶突变体，是将其引入工业化生产需要解决的关键问题。　　 来源于产黄头孢(Acremonium chrysogenum)的扩环/羟化双功能酶(acDAOC/DACS)可催化底物青霉素N扩环生成脱乙酰氧基头孢菌素C(DAOC)和进一步羟化生成脱乙酰头孢菌素C(DAC)，本实验的主要目在于对acDAOC/DACS进行异源表达和理性突变，提高其针对于底物青霉素G的活性。　　 对位于底物进出口通道处的R308位点氨基酸残基的饱和突变体进行筛选，得到了R308I，L，T，V四种活性得到提高的突变体，结构分析发现，将R308突变为带有短的疏水侧链的氨基酸时，降低了底物进出口通道的极性强度，从而使得突变体针对带有疏水侧链的青霉素底物(如青霉素G)的活性得到了明显提高。　　 第二部分：对杰多霉素合成中相关调控基因作用方式的研究，期望对其机制的阐明能为类似抗生素产量的提高提供借鉴。　　 杰多霉素是由委内瑞拉链霉菌在营养压力和环境压力(如热激、乙醇刺激和噬菌体侵染)共同作用下才会产生的一种非典型的角蒽环类抗生素；不仅对真菌和革兰氏阳性细菌有抑制活性，还有广谱的抗肿瘤活性。杰多霉素生物合成基因簇中有多个调控基因，暗示其合成调控具有复杂的机制。前期研究表明，jadR1对杰多霉素的产生至关重要。转录谱分析发现，在杰多霉素的合成调控中，jadR1处于调控网络的底层，也表明jadR1在杰多霉素合成调控中起着激活枢纽的作用。因此JadR1调控功能的揭示对于杰多霉素合成调控机制的阐明是关键的一步。　　 JadR1属于OmpR家族应答调控蛋白。但与以磷酸化作为调控开关的经典应答调控蛋白不同，JadR1不含有磷酸化必须的全部保守氨基酸残基，且不能在体外被磷酸化。因此，JadR1是一个非典型应答蛋白(atypical response regulator)，暗示着其很可能以一种与磷酸化不同的机制行使调控功能。研究表明，JadR1以一种配体介导的方式调控jadJ(杰多霉素合成基因簇中的第一个结构基因)和自身编码基因的转录。进一步实验证实，与JadR1结合的配体是杰多霉素合成途径的后期产物(主要为杰多霉素A和B)。SPR和EMSA结果显示，它们通过直接结合JadR1影响后者的调控活力从而精细的调节自身的合成。这是首例关于非典型应答调控蛋白结合小分子配体的报道。　　 通过对另一个非典型应答调控蛋白RedZ(天蓝色链霉菌十一烷基灵菌红素合成的途径特异性激活子)的研究发现，它对其靶基因redD的调控同样受到了其终产物十一烷基灵菌红素的调控，暗示着对非典型应答调控蛋白而言，这种配体介导的机制很可能是一种普遍存在的调控方式。