摘要
微生物通过代谢能够产生丰富的天然产物，大量天然产物由于其结构及生物活性的多样性一直是新药发现与开发的重点，并且许多天然产物已被研发为可用于人或动物医疗的有效药物。飞速发展的基因组测序技术为生物学研究，特别是天然产物的研究带来了革命性的影响，这些激增的基因组信息表明链霉菌具有强大的生物合成潜力。链霉菌作为一种普遍存在于土壤中的微生物，是一类革兰氏阳性放线菌，具有复杂的次级代谢调控网络并可以产生大量具有重要价值的天然代谢物，大量抗生素便是来源于链霉菌。此外，高寒、炎热、过酸、高盐碱等极端环境下的链霉菌，具有独特的生理生化性质，预示可能含有特殊的次级代谢途径从而产生与众不同的次级代谢产物，因此受到研究者的广泛关注。 随着多重耐药菌在全世界范围内的发现，细菌耐药问题已经严重危害人类健康。虽然传统分离方法帮助我们获得了大量抗生素前体分子，然而目前通过这种方法寻找具有良好活性的结构新颖的化合物变得越来越困难。因此，使用基因组挖掘技术来开发新抗生素前体分子解决细菌耐药性已经迫在眉睫。基因组挖掘利用微生物的基因组信息预测其合成特定天然产物的潜能，进而通过代谢工程的改造，激活或者加强相关生物合成基因簇的表达从而发现新型天然产物。所以利用基因组挖掘技术从极端环境链霉菌中发现新的活性天然产物是一种创新策略，具有重要的科学意义。 本论文的研究对象为从青海省西北部柴达木盆地地区的沙样里筛选出的柴达木链霉菌(Streptomyces qaidamensis)S10T。该链霉菌是一株高盐碱极端环境的新种，其发酵粗提物具有明显的抵抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的生物活性，可见该菌产生的次级产物具有发展为抗生素的潜力。但目前对S10T天然产物的研究仍为空白。因此本实验利用分析次级代谢产物合成基因簇的软件--antiSMASH对S10T进行了初步的基因组挖掘研究，基因序列分析表明它具有强大的次级代谢产物生物合成能力，能够合成多种聚肽和聚酮类化合物。其中Region12基因簇与来自弗士链霉菌的酸性环状脂肽类抗生素生物合成基因簇具有相似性，将Region12核心基因敲除，对该基因进行初步的功能验证研究，发现其为沉默基因。此外对S10T发酵产物经过活性导向的分离，通过溶剂萃取、柱层析、薄层层析、高效液相色谱等过程分离纯化得四个化合物。其中化合物1-4-1为已知产物differolide，是一种具有促进链霉菌气生菌丝和孢子生长的化合物；化合物3-4-1同时具有抗革兰氏阳性和阴性菌的能力，结构待鉴定。 本论文的结果表明S10T具有较强潜在的次级代谢合成能力，对其天然产物的分离和生物合成的初步研究，为深入发掘S10T的新活性天然产物和药物发展提供理论基础。
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