L-色氨酸高效合成紫色杆菌素和脱氧紫色杆菌素的途径重构及其生物活性研究

摘要

从L-色氨酸经过微生物合成途径生成的紫色杆菌素属于吲哚衍生物,具有抗肿瘤、抗病毒及生物染料等生物活性,已引起广泛关注.但从自然界发现的紫色杆菌素合成菌株具有生产能力低和不稳定等缺点,难以实现工业化生产.本研究采用PCR walking方法,从前期分离到的一株产紫色杆菌素的Duganella sp.B2菌株中,成功克隆到vio基因簇,并实现vio基因簇的异源高效表达.通过发酵过程工艺研究,工程菌的发酵细胞密度显著增加,紫色杆菌素产量可高达4.6g/L,实现了其高效生产.脱氧紫色杆菌素是紫色杆菌素合成过程中的次级组分,在原始菌的蓝紫色素中的比例较小,很难分离得到其纯品,目前对其确切功能还不清楚.本研究构建了敲除violD的重组表达系统,首次构建只合成脱氧紫色杆菌素的弗氏柠檬酸杆菌基因工程菌,摇瓶培养时脱氧紫色杆菌素产量就能达到1.9g/L.研究表明,紫色杆菌素和脱氧紫色杆菌素具有抗肿瘤、抗真菌和抗细菌等多种生物活性,具有重要的应用开发价值.