本文以FR-008/Candicidin(杀念菌素)及其衍生物为主要研究对象，在建立了其分析方法和分离工艺的基础上，对缺失fscP基因的链霉菌Streptomyces sp.FR-008突变株CS103的代谢产物中含量较高的组分进行了鉴定，确证其结构为脱羧FR-008/Candicidin衍生物，命名为基因工程杀念菌素CS103；初步的生物活性和细胞毒性试验显示该化合物具有较高的抗真菌活性，而且毒性较FR-008/Candicidin大大降低，与目前临床使用的抗真菌抗生素两性霉素B相比，也有很大优势。 利用Plackett-Burman Design设计和Response Surface Methodology设计对链霉菌FR-008及其系列突变株的发酵培养基进行了优化，得到比较合适的培养基，最终确定培养基的最优配方为：葡萄糖20 g/L，淀粉10g/L，甘油13.89 mL/L，酵母粉3 g/L，工业氨基酸粉5 g/L，蛋白胨1.01 g/L，氯化钠10 g/L，硫酸亚铁0.5 g/L，硫酸铜0.0428g/L。基因工程杀念菌素CS103摇瓶发酵水平由约3μg/mL提高到约32μg/mL。 对3.7 L发酵罐上分批发酵的控制条件进行了优化：接种量10％，种龄30 h，发酵过程控制pH值为pH6.90，搅拌转速450 rpm/min，通气量200 L/h，CS103产量提高到88μg/mL。分别考察了通过脉冲补料、间歇流加补料和连续流加补料三种补料方式维持3.7 L发酵罐上最适还原糖浓度(10 g/L)对CS103发酵水平的影响，发现连续流加补料在维持糖浓度的效果上最优，与分批发酵相比CS103产量提高了44％左右。 根据菌株生长和产物合成特性，首次在芳香族多烯大环内酯抗生素发酵过程中建立了“变pH-前体流加策略”，在3.7 L发酵罐上，基因工程杀念菌素CS103发酵水平提高到近140μg/mL。而在此基础上，通过连续流加葡萄糖，维持发酵过程还原糖浓度在10g/L，CS103产量达到149μg/mL，达到了提高产量的目的，为产业化奠定了坚实的基础。 首次发现添加铜离子能够明显促进FR-008/Candicidin及其衍生物的合成，确定了铜离子的最佳添加时间，并通过对代谢过程有机酸合成、代谢途径关键酶活以及生物合成簇的关键结构基因和调节基因的转录水平分析进行了解释。铜离子能够通过促进有机酸的供体代谢，增加胞内可利用的前体化合物。通过对代谢途径的关键酶进行分析发现，铜离子的添加促进了己糖激酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶和乙酰辅酶A合成酶的活性。己糖激酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性的提高一方面使得产生菌对葡萄糖的利用加快，另一方面，使得葡萄糖代谢较早的进入HMP途径，而且使其增强，增加了还原力NADPH和抗生素前体对氨基苯甲酸的合成。乙酰辅酶A合成酶活性的提高，将糖代谢过程中产生的乙酸迅速转化为乙酰辅酶A，为抗生素合成提供了大量前体，并且减少了乙酸积累。进一步从转录水平分析了铜离子对FR-008/Candicidin生物合成基因簇结构基因和调节基因的影响，铜离子的添加，直接或通过调节基因间接的促进并延长了相关合成基因转录水平mRNA的表达，而且使得关键中间产物和关键酶在时空多尺度水平达到一致，有利于大量的中间产物(分支酸)被转化为抗生素合成重要前体(对氨基苯甲酸)并最终提高产物发酵水平。通过中断抗生素FR-008生物合成基因簇调节基因fscRI，fscRII，fscRIII和fscRIV得到了基因同源双交换的中断突变株MXZ-1，MXZ-2，MXZ-3和MXZ-4，进一步通过发酵实验首次在链霉菌Streptomyces sp.FR-008中证实四个调节基因是FR-008/Candicidin生物合成的正调节基因，为抗生素基因工程改造奠定基础。