Geldanamycin产生菌生物合成相关基因的克隆与分析

摘要

目的从geldanamycin产生菌吸水链霉菌(S.hygroscopicus)中克隆生物合成基因,为阐明生物合成机制及改造其结构奠定基础.方法以链霉菌/大肠埃希氏菌穿梭cosmids pKC505为载体构建了插入片段为20～30kb的S.hygroscopicus总DNA文库.以利福霉素中与3-氨基-5-羟基苯甲酸(AHBA)合成相关基因为探针,经菌落杂交,Southern杂交筛选同源基因片段.测序结果与Genbank进行同源性比较分析,并以attp-噬菌体载体KC515利用基因阻断实验对克隆的基因片段进行功能鉴定.结果构建的基因文库含重组基因比率高、基因组覆盖率高,稳定性好.经同源基因探针杂交,从文库中筛选出9个阳性cosmids克隆pCGB20、pCGB26、pCGB28、pCGB29、pCGB36、pCGB45、pCGB49、pCGB63、pCGB75.测序分析表明,cosmidpCGB20中BamHI-BamHI 8kb片段两端的不完整ORF编码蛋白与竹桃霉素(oleandomycin)PKS Module 5、Module 6(一致性为79%)和红霉内酯合成酶ORF2(一致性为75%)、ORF1(一致性为73%)、ORF3(一致性为70%)高度同源;BamHI-BamHI 3kb片段一端与编码类结核分枝杆菌的磷酸吡哆醛依赖的氨基转移酶家族中半胱氨酸脱硫酶的DNA有同源性,该家族与AHBA合成酶关系密切.Cosmid pCGB20的BamHI-BamHI 8kb及BamHI-BamHI 3kb基因片段已通过基因阻断实验初步鉴定,证明它们参与geldanamycin生物合成.而其他cosmids阳性克隆的序列分析及功能研究尚在进行中.