黄脂菌素(xantholipin)是2003年在筛选热休克蛋白HSP47抑制剂的过程中从灰黄链霉菌(Streptomyces flavogriesus)发酵液中筛选到的。它含有该家族典型的呫吨酮核心环,以及成角度排列的六元环结构,属于多环呫吨酮类化合物。特殊的化学结构使黄脂菌素具有良好的生物活性,除了可以有效的抑制热休克蛋白HSP47基因的表达外,还具有极强的抗革兰氏阳性菌活性,并可以有效的抑制人类成纤维细胞胶原分子的合成,还对人类鼻咽腔癌细胞KB细胞株和骨髓性白血病细胞株HL60都具有极高的活性。前期研究已从黄脂菌素产生菌中筛选到了其生物合成基因簇,并对基因簇中关键结构基因的功能进行了研究,同时研究了黄脂菌素中核心呫吨酮环形成机制,并确定了其生物合成途径。对其该基因簇序列的分析中还发现了3个可能的调控基因,即xanR1、xanR2和xanR3,它们在黄脂菌素生物合成过程中可能发挥的调控功能并不清楚。本论文在前期研究的基础上,研究3个可能的调控蛋白在黄脂菌素合成中的功能,为进一步揭示黄脂菌素体内合成机制奠定基础。首先,对3个调控基因进行生物信息学分析,结果显示它们编码的蛋白XanR1、XanR2和XanR3分别属于TenA家族、MarR家族和ArsR家族转录调控蛋白。通过对基因xanR1、xanR2和xanR3分别进行敲除,并对缺失突变株发酵检测,发现3个基因缺失突变株的发酵液均有黄脂菌素产生,但与野生型菌株SIIA-A02191发酵结果相比,产量有不同程度下降,初步确定xanR1、xanR2和xanR3的正调控功能。对单基因缺失突变株进行回补,发现获得的xanR3基因回补突变株,其黄脂菌素产量较缺失突变株有一定程度的恢复,进一步确定了xanR3基因的正调控功能。随后对黄脂菌素的生物合成基因簇内的共转录单元进行分析,发现基因簇上的49个基因组成了18个共转录单元。荧光定量PCR结果显示,相比于野生型菌株,突变株内不同基因的转录受到不同程度影响。其中xanR2基因缺失突变株中3个转录本:xanW、xanO6-xanO8和xanR3转录水平显著下降,转录水平下降的基因涉及黄脂菌素核心骨架合成以及代谢调控基因。xanR3基因缺失突变株中4个转录本:xanO1-xanS1、xanB1-xanB3、xanT-xanO9和xanO10-xanC3转录水平下降明显,转录水平下降的基因涉及黄脂菌素生物合成中的延伸单元的供应、核心骨架形成以及生物合成后修饰等方面基因。转录水平的变化与突变株黄脂菌素产量降低相一致,也再次表明xanR2和xanR3是黄脂菌素生物合成合成过程中的正调控基因。总之,本论文在前期黄脂菌素生物合成研究的基础上,通过生物信息学分析,体内基因敲除以及黄脂菌素生物合成的转录分析确定3个调控基因xanR1、xanR2和xanR3黄脂菌素生物合成中的正调控基因,为通过基因工程手段定向遗传改造黄脂菌素产生菌而提高其产量奠定了基础。