多烯大环内酯类抗生素生物合成基因的系统发育分析

摘要

目前人们尚不清楚抗生素的生物合成基因是如何形成一个具有完整功能的生物合成基因簇的。同时,也不清楚抗生素生物合成基因簇中相关基因的进化来源是怎么样的。多烯大环内酯类抗生素是最有效的抗真菌素之一。它们具有相似的化学结构,同时保持紧密的进化联系。这两个特点使该类抗生素是一个理想的研究对象,适于研究聚酮类抗生素生物合成基因簇是如何进化的。
　　在本文中,使用了基于蛋白序列的系统发育分析和基于结构的系统发育分析。同时还使用了GC含量偏差、密码子使用偏性和保守位点相关分析,来探究多烯大环内酯类抗生素生物合成基因的进化来源,以及它们之间在进化上的差异。
　　本文研究表明,多烯大环内酯类抗生素的聚酮合酶,具有来自于放线菌的祖先;而非糖基化和糖基化多烯大环内酯类抗生素的聚酮合酶中的对应结构域,在两者的最后一个共同祖先之后分开独立的进化。一些糖基化多烯大环内酯类抗生素的聚酮合酶基因是直系同源的,而另一些是通过基因复制进化的。多烯大环内酯类抗生素的P450同放线菌中的P450有紧密联系。Ⅰ型P450从非链霉菌的其它放线菌中得来,而Ⅱ型P450从链霉菌中得来。非糖基化的多烯大环内酯类抗生素的P450也是从链霉菌中得来,但是其祖先与任何一类糖基化多烯大环内酯类抗生素的P450都不同。多烯大环内酯类抗生素的糖基合成相关酶,均与来自于多种菌门或菌界的类似物相似,可能是通过水平基因转移得到的。四类不同的糖基化多烯大环内酯类抗生素的ABC转运蛋白,同放线菌中的类似物聚簇。三类多烯大环内酯类抗生素的调节因子则与链霉菌中的类似物有紧密的进化联系。这些结果表明多烯大环内酯类抗生素生物合成基因簇中不同的基因,大多具有不同的来源。在整个多烯大环内酯类抗生素的生物合成基因簇中,聚酮合酶等维持抗生素基本结构的基因可能是整体得到的,而后修饰酶类可能是一步步从多种来源得到相关基因而逐步形成的。

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第一章 文献综述

1.1多烯大环内酯类抗生素概述

1.2对聚酮类抗生素相关的进化方面的研究

1.3系统发育分析方法及进化模型介绍

1.4本文的研究意义及主要研究内容

第二章 多烯大环内酯类抗生素中生物合成相关酶的系统发育分析及相关研究

2.1实验材料与方法

2.2结果与讨论

2.3小结

第三章 多烯大环内酯类抗生素的调节因子的系统发育分析和系统发育树可靠性分析

3.1实验材料与方法

3.2多烯大环内酯类抗生素中调节因子的系统发育分析

3.3多烯大环内酯类抗生素的系统发育树的可靠性分析

3.4小结

第四章 基于结构的多烯大环内酯类抗生素糖基转移酶系统发育分析

4.1实验材料与方法

4.2实验结果

4.3小结

第五章 总结与展望

5.1本文的工作总结

5.2工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢