吸水鏈霉菌對外源金屬離子Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)的代謝響應(yīng)研究.pdf

1、吸水鏈霉菌ATCC29253（Streptomyces hygroscopicus ATCC29253）可以產(chǎn)生4種聚酮類抗生素，包括雷帕霉素、洋橄欖葉素、尼日利亞菌素和hygrocins。其中，Rapamycin和HygrocinA在同一培養(yǎng)條件下能夠同時表達，外源Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)對雷帕霉素(Rapamycin)和Hygrocin A產(chǎn)量的影響比較大，并且，令人感興趣的是，F(xiàn)e(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)對這兩種抗生素產(chǎn)量的影響效果恰好相

2、反。因此，本文通過代謝組學方法考察了外源Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)對吸水鏈霉菌代謝組帶來的擾動，揭示了Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)影響Rapamycin和Hygrocin A合成的機制，并對Rapamycin和Hygrocin A同時表達在代謝網(wǎng)絡(luò)上的可能關(guān)系做了初步探討。主要研究結(jié)果為:
　　1)吸水鏈霉菌發(fā)酵過程中，外源Fe(Ⅱ)促進了Rapamycin的產(chǎn)量，同時降低了HygrocinA的產(chǎn)量。通過LC-QTOF-MS對吸水鏈霉菌添加

3、外源Fe(Ⅱ)后的胞內(nèi)代謝物進行分析，總共對53種鑒定的代謝物進行了定性定量考察。通過PCA和PLS分析，發(fā)現(xiàn)影響Rapamycin產(chǎn)量的10種潛在生物標志物，包括苯丙氨酸，色氨酸，賴氨酸，哌啶酸，十二烷酸，十二碳五烯酸，油酸，延胡索酸，琥珀酸，谷氨酸。外源Fe(Ⅱ)的添加在一定程度上影響了S.hygroscopicus胞內(nèi)脂肪酸和氨基酸合成并促進了Rapamycin的合成。
　　2)吸水鏈霉菌發(fā)酵過程中，外源Mg(Ⅱ)促進了Hy

4、grocin A的產(chǎn)量，同時降低了Rapamycin的產(chǎn)量。通過LC-QTOF-MS對利吸水鏈霉菌的胞內(nèi)代謝物進行分析，總共對74種鑒定的代謝物進行了定性定量考察。通過PCA和PLS分析，發(fā)現(xiàn)影響HygrocinA產(chǎn)量的8種潛在生物標志物，包括脯氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，酪氨酸，精氨酸，賴氨酸，絲氨酸，油酸。外源Mg(Ⅱ)的添加對S.hygroscopicus氨基酸代謝影響比較顯著并促進Hygrocin A的合成。
　　3)通過外源

5、Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)對吸水鏈霉菌的代謝差異的分析，發(fā)現(xiàn)兩種金屬離子所引起的代謝物變化主要體現(xiàn)在氨基酸代謝和脂肪酸代謝的顯著差異，如苯丙氨酸，酪氨酸，油酸對HygrocinA和Rapamycin的合成影響結(jié)果相反。實驗結(jié)果表明對于不同金屬離子，吸水鏈霉菌存在不同的響應(yīng)和調(diào)節(jié)機制，同時也表現(xiàn)在兩種抗生素表達上的差異。
　　上述研究從代謝組的角度研究了外源Fe(Ⅱ)和Mg(Ⅱ)對吸水鏈霉菌抗生素表達的影響和引起的胞內(nèi)代謝變化，一方面可