Streptomyces sp. R-527F是分离自北冰洋73。N以北海域沉积物中的一株放线菌,该菌株可以产生具有抗菌活性的次级代谢物二活菌素(Dinactin),属于大环四重内酯类抗生素。该化合物及其同系物除了具有抗菌作用,还具有显著的免疫抑制、抗肿瘤活性、杀虫除螨等生物活性。本文旨在通过高产培养基开发、发酵工艺优化及代谢调控,实现二活菌素的高产,为大规模生产提供基础。首先,以原始培养基为基础,通过单因素实验筛选出有利于二活菌素合成的碳源、氮源、人工海水,初步确定了培养基的主要组分；然后,利用Plackett-Burman设计、最速上升法、中心组合设计(CCD),拟合出二活菌素产量与显著性因素间的多元回归关系,预测出理论极值并通过实验验证。最终得到的优化发酵培养基与原始发酵培养基相比,海水成分更明确,碳氮源含量降低,二活菌素产量提高到160.8mg/L,提高了近47倍。其次,开展了R-527F产大环四重内酯化合物摇瓶发酵条件的优化,从种子培养基、种子培养条件及发酵pH、剪切力等方面进行探索,最终确立了LB培养基作为种子培养基接入2个单菌落培养48 h后的一级种子液作为发酵种子液,初始发酵培养基pH为5.0。同时,摇瓶实验证明Streptomyces sp. R-527F对剪切耐受较强,这为反应器的转速和剪切环境控制提供了参考。再次,开展了通过添加前体物对R-527F产二活菌素的代谢调控。实验结果表明,外源添加短链脂肪酸盐——乙酸钠、丁二酸钠、丙二酸钠、柠檬酸钠对二活菌素的合成均有促进作用,其中以丁二酸钠的作用最为明显。当补料添加1.5mmol/L乙酸钠、24mmol/L丙二酸钠、6 mmol/L丁二酸钠、6mmol/L柠檬酸钠时二活菌素产量分别为184.1mg/L、215.0 mg/L、286.8 mg/L、209.1 mg/L,分别比对照(129.0 mg/L)提高了42.7%、66.7%、122.3%、62.1%。在R-527F生产大环四重内酯类化合物的过程中,合理的添加前体化合物可以有效促进二活菌素的产量。通过发酵过程检测分析,补加最适浓度的丙二酸钠、丁二酸钠和柠檬酸钠等前体物刺激目标产物合成的同时促进了碳源的利用。最后,在5-L反应器发酵中通过前体补料进行代谢调控,在补加总量为6mmol/L丁二酸钠的前提下,分别从48 h起每隔12h平均分6次补加前体及每隔24 h平均分3次补加前体发酵后二活菌素最高产量分别达到279.0mg/L和845 mg/L,而不补加的对照组产量为124.5 mg/L,分6次补加前体比对照提高124.1%,并促进了碳源的利用。多次重复补料方式刺激产物合成的现象表明生理环境的缓慢变化可能对产物的生物合成起到促进作用,前体一次性添加过量会造成菌体代谢异化。