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阿维菌素是由阿维链霉菌（Streptomyces avermtilis）产生的16元大环内酯类抗生素。它具有高效、广谱的抗各种线虫和人类寄生虫的活性，被广泛地用于农业和畜牧业的病虫害防治。avtAB（sav933、sav934）是紧邻阿维菌素生物合成基因簇的两个基因，它们分别编码ABC转运蛋白的ATP结合亚基（AvtA）和跨膜亚基（AvtB）。根据生物信息学的分析，AvtAB极有可能与阿维菌素的外排相关。本研究构建了avtAB的缺失突变株，发现avtAB的缺失并不能影响阿维菌素的产量。但以野生型菌株NRRL8165和工业菌株3-115作为出发菌株构建avtAB高表达菌株，固体发酵时阿维菌素的产量约有一倍左右的提高。 avtAB工业高拷贝菌株（3-115/pJTU3470）在工业液体培养基中发酵时，阿维菌素B1a的产量约有50%的提高，可从3.3g/L提高到4.8g/L。利用YMG液体培养基定量分析胞内胞外阿维菌素产量的变化，结果发现avtAB拷贝数的增加使得胞内与胞外阿维菌素B1a的比例从6:1下降到4.5:1。利用Real-time RT-PCR的方法定量分析ABC转运蛋白基因avtAB、结构基因aveA3和调节基因aveR在avtAB高拷贝菌株中的转录水平，发现avtAB的转录量提高了30-500倍，而aveA3和aveR的转录量却没有明显变化。这说明avtAB高表达提高阿维菌素的产量是通过及时将其泵出胞外，以减少胞内的反馈抑制，而不是在转录水平激活结构基因和调节基因的表达。此外我们还发现，AvtAB对于阿维菌素具有底物专一性，avtAB的高表达并没有影响阿维链霉菌中另一种抗生素寡霉素的外排；对链霉菌ABC药物转运蛋白进行进化分析，发现AvtAB与天蓝色链霉菌产生的钙依赖抗生素（CDA）的外排蛋白同源性极高，但在天蓝色链霉菌中高表达avtAB并没有明显提高CDA的产量。aveE基因位于阿维菌素生物合成基因簇的内部，它编码P450单加氧酶，推测其负责催化阿维菌素后修饰的第一步反应——C6-C8a位的呋喃环闭合。为了阐明AveE的功能，深入研究AveE的作用机制，我们首先构建了aveE基因中断突变株，从中分离到了AveE体外催化底物。我们还构建了aveE回补菌株和meiE异源回补菌株，发现aveE和meiE只能恢复阿维菌素A组分，并不能恢复阿维菌素B组分的产生，暗示AveE可能还具有脱去阿维菌素C5位甲基的功能。在获得AveE可溶蛋白后，我们进行了体外反应尝试，并检测到了反应的发生，从体外的角度初步证明了AveE具有催化呋喃环形成的功能。聚酮化合物中常会出现双键位置发生转移的现象，即双键的位置从两个延伸单位相邻两个碳原子之间（α-β位）转移到了前一个延伸单位的两个碳原子之间（β-γ位）。安丝菌素是从珍贵束丝放线菌橙色变种（Actinosynnema pretiosum ssp. auranticum）ATCC31565中分离到的安莎类抗生素。安丝菌素生物合成的第2和第3个模块中的脱水酶结构域（AsmDH2、AsmDH3）所对应催化的双键都发生了α-β位向β-γ位转换的现象。本研究通过定点突变失活了AsmDH2和AsmDH3，但定点突变株不能积累安丝菌素的完整延伸产物，说明下游酮脂酰-ACP-合成酶（KS）具有严格的底物严谨性，不能催化非天然的三酮或四酮中间产物。另外，我们还构建了将红霉素硫酯酶（EryTE）基因融合加载在安丝菌素模块2之后的突变株，结果显示EryTE并不能高效释放三酮中间产物，安丝菌素中间产物的体内捕获具有一定的难度。体外表达安丝菌素模块2，将约200kDa的可溶蛋白与安丝菌素天然二酮中间产物的类似物甲基氢肉桂酸-SNAC进行反应，得到了甲基氢肉桂酸等反应产物，证明该蛋白具有一定的催化活性。