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前体物对Maituolaimycin生物合成的影响及相关代谢通量分析

郑卉  
【摘要】:为了提高新型抗生素Maituolaimycin的产量以及获得类似结构新药物,本论文展开其生物合成途径及代谢网络的研究,并运用响应面法对其发酵培养基进行了进一步的优化,以期为将来分离提取阻断突变株积累的中间产物,进行结构鉴定,阐明抗生素Maituolaimycin聚酮合成后的结构修饰过程以及利用阻断突变株进行生物转化实验,阐明中间代谢产物的转化过程奠定理论基础。本文研究内容主要包括: 1运用抑制剂法确定抗生素Maituolaimycin的合成途径:在发酵培养基中添加聚酮途径关键酶的专一性抑制剂碘乙酰胺,发现碘乙酰胺在0.1mmol/L时显著抑制Maituolaimycin的生产; 添加聚酮的途径的前体正丙醇,发现正丙醇浓度为0.3mmol/L,抗生素Maituolaimycin的产量有所提高,进一步确证抗生素Maituolaimycin合成于聚酮途径。 2为提高Maituolaimycin的产量,在发酵培养基中添加Maituolaimyin的合成前体,并结合响应面法对加入前体的发酵培养基进行优化:Maituolaimycin前体乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐的最适添加浓度和添加时间实验表明:1mmol/L的丙酸钠在发酵60h时添加, Maituolaimycin产量提高最大,与对照相比,提高了18%; 选择其作为Maituolaimycin生物合成的最佳前体,在补加丙酸盐的情况下对发酵培养基进行优化,对可能存在的因素之间的交互作用及二阶作用进行研究; 并结合菌体量的研究考察Maituolaimycin生物合成与菌体量之间可能存在的关系; 优化中,蛋白胨对生物量和Maituolaimycin的产量影响最大; Maituolaimyicin随因素浓度变化呈马鞍型变化,出现两个浓度最优点,分别为108mg/L和148mg/L。 3建立藤黄灰链霉菌的代谢网络,用代谢控制分析理论考察丙酸盐可能的代谢途径,使用Matlab对代谢流进行分析。结果发现丙酸盐的加入提高了Maituolaimycin的产量; 加入丙酸钠后,磷酸戊糖途径代谢流有所增加,营养物质更多流向Maituolaimycin的生物合成。


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