阿维拉霉素生物合成代谢流分析与aviD基因的强化表达

摘要

阿维拉霉素是由绿色产色链霉菌(Streptomyces viridochromogenes)发酵产生的一种兽用消化促进剂和代谢调节剂,被广泛应用于畜禽饲料中,具有较好的应用前景.阿维拉霉素是以糖为骨架的低聚糖抗生素,其生物合成途径主要以1-磷酸葡萄糖、GDP-D-甘露糖和5-磷酸核糖为前体.反应器尺度对比本实验室筛选的高产菌株S.viridochromogenes MY-20与对照菌NRRL2860发现，高产菌株发酵糖消耗速率、细胞生长速率明显低于对照菌。因此，尝试采用代谢工程手段强化阿维拉霉素生物合成中与糖酵解相连的起始关键酶(dTDP-葡萄糖合成酶，AviD)，提高阿维拉霉素合成代谢流。首先建立绿色产色链霉菌种属间接合转移方法，以pSET152做为接合转移载体，MS做为接合转移最优培养基，供体菌E.coli ET12567(pUZ8002)和受体菌Streptomyces viridochromogenes 1:1的比例是Streptomyces viridochromogene:接合转移体系的最优条件，实现了阿维拉霉素生物合成基因aviD在绿色产色链霉菌中的强化表达，并得到了重组菌株TF-1、TF-2。发酵摇瓶结果显示，重组菌株的产量比对照菌阿维拉霉素A组分提高了150%，同时，阿维拉霉素副组分B消失。结果表明，通过强化表达阿维拉霉素D-olivose和2-deoxy-D-evalose路径的起始酶dTDP-葡萄糖合成酶，能有效提高阿维拉霉素A的生物合成代谢流。