利用基因工程多粘菌素合成酶在替代宿主枯草芽孢杆菌中生物合成多粘菌素B、E和P( Biosynthesis of Polymyxins B, E, and P Using Genetically Engineered Polymyxin Synthetases in the Surrogate Host Bacillus subtilis )

SY Kim SY Park SK Choi SH Park

为了解决多粘菌素的毒性和耐药性问题，需要开发多种多粘菌素衍生物。然而，还没有一个平台通过基因工程多粘菌素合成酶生成多粘菌素衍生物，多粘菌素合成酶是一种非核糖体肽合成酶。在本研究中，我们通过替换多粘类芽孢杆菌E681的pmxABCDE基因簇编码的多粘菌素a合成酶的腺苷化(a)结构域，提出了一种两步构建工程多粘菌素合成酶的方法。首先用多粘菌ATCC21830获得的L-亮氨酸特异的A-结构域替换pmxA中的第七个L-苏氨酸特异的A-结构域，制成多粘菌素E合成酶；然后用多粘菌F4获得的D-苯丙氨酸特异的A-结构域(A6-D-Leu-结构域）替换第六个D-亮氨酸特异的A-结构域(A6-D-PHE-结构域）制成多粘菌素B合成酶。这一步骤在Escherichiacoli中进行，在含有PMXA的fosmid上，使用λRed重组系统和sacB基因作为反选择标记。然后将修饰后的pmxA基因与枯草芽孢杆菌BSK4dA染色体上的pmxBCDE融合，得到的重组菌株BSK4-PBand BSK4-PE分别产多粘菌素B和E。通过将A6-D-Phe结构域替换为A6-D-Leu-结构域，成功构建了产多粘菌素P的枯草芽孢杆菌BSK4-PP菌株。这是首次报道多粘菌素合成酶基因工程产生的多粘菌素衍生物。这两个重组枯草芽孢杆菌菌株将有助于提高多粘菌素B和E的商品化生产，并促进新的多粘菌素衍生物的产生。

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