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紫色杆菌素属于吲哚类衍生物,主要由一些革兰氏阴性菌合成,如Chromobacterium violaceum、Janthinobacterium lividum、Collomonas sp.、 Chromobacterium fluviatile、Pseudoalteromonas luteoviolacea和Duganella sp.等,它是由5-羟基吲哚,吲哚酮和2-吡咯烷酮三个部分组成。它有多种生物活性,如抗菌、抗真菌、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化活性等。在食品、医疗和印染工业方面有广阔的应用前景。紫色杆菌素的合成需要五个酶的参与,即VioA, VioB, VioC, VioD和VioE、在合成过程中,这五个酶作用顺序是VioA→VioB→VioE→VioD→VioC。本实验室从南京紫金山上蕨类植物根际土壤分离得到一株产紫色色素的细菌菌株ZLP-XI,对其进行了形态、生理生化特征的测定,发现ZLP-XI是革兰氏阴性菌,短杆状,能够水解蛋白质,具有过氧化氢酶活性和酯酶活性,能够利用葡萄糖等。通过对ZLP-XI 16S rDNA的测定及构建的16S rDNA系统发育树显示菌株ZLP-XI与Duganella nigrescens YIM H16的亲缘关系最近,同源率达到99.6%。综合形态学,生理生化指标和16S rDNA系统发育树的结果,我们将其命名为Duganella sp. ZLP-XI。为了克隆出菌株ZLP-XI中合成紫色杆菌素的基因簇,我们采用简并引物PCR和SEFA PCR相结合的方法,以菌体ZLP-XI为模板成功的克隆出了一段长10431bp的序列。这段序列有五个与紫色杆菌素合成相关的。以这五个orf串联在一起构成了菌株ZLP-XI生物合成紫色杆菌素的基因簇,他们分别是vioA, vioB, vioC, vioD和vioE,长度分别为1305bp,3027bp,1290bp,1119bp和582bp。通过基因簇的比对以及16srDNA进化树的比对,不管是整个基因簇还是VioABCDE这五个蛋白都与Pseudoduganella violaceinigra DSM 15887的同源关系更近。另外,我们将VioABCDE这五个基因在大肠杆菌中分别进行了异源表达,结果表明都得到了明显的表达。在本实验中,我们用气象扩散的方法获得了蛋白VioD的晶体,获得了钻石形的蛋白晶体,经衍射得到1.7A的完整的衍射数据。运用分子置换方法,以已知的VioD蛋白为模板,解析了ZLP-XI菌紫色杆菌素合成基因簇中VioD的晶体结构,具体的结构精修正在进行中。