石磺来源海洋链霉菌Streptomyces ardesiacus SCSIO LO23中germicidin类化合物的分离鉴定及其生物合成分析

摘要

海洋共附生放线菌具有生产结构特殊和活性显著化合物的潜力。【目的】以海洋软体动物石磺Onchidium sp.来源共附生海洋链霉菌Streptomyces ardesiacus SCSIO LO23为研究对象,分离并鉴定其次级代谢产物结构,分析化合物的生物合成基因簇及其生物合成途径。【方法】采用多种培养基对该菌株进行发酵优化并放大发酵,利用多种柱色谱方法分离得到germicidin类化合物,并利用波谱学手段和X-Ray单晶衍射技术完成化合物的结构鉴定;利用Illumina HiSeq对目标菌株进行全基因组测序,结合antiSMASH和BLAST在线分析软件实现菌株中germicidin类化合物生物合成基因功能注释和生物合成途径分析,并通过异源表达进一步确定其生物合成基因。【结果】从AM3培养基发酵产物中分离鉴定了6个吡喃酮类化合物germicidinA(1)、germicidinB(2)、germicidin D(3)、germicidin H(4)、isogermicidin A(5)和isogermicidin B(6),其中化合物2和6对斑马鱼神经行为有显著兴奋作用。通过对Illumina HiSeq测序结果生物信息学分析,结合异源表达,验证了化合物生物合成的相关基因,并结合文献对化合物1–6的生物合成途径进行了推导。【结论】本研究阐明了菌株S.ardesiacus SCSIO LO23来源germicidin类化合物的结构、生物活性和其生物合成基因,夯实了该类化合物的研究基础。