基因组信息指导下海参共附生Penicillium sclerotiorum SD-36嗜氮酮类化合物的挖掘

作者：王红; 殷欣; 孟庆洲; 曲昆玉; 刘海溶; 吴清华; 杨梦; 赵丽娅; 戴美学^*; 夏雪奎^*

来源：中国海洋药物, 2022, 41(04): 1-11.

DOI：10.13400/j.cnki.cjmd.2022.04.001

• Penicillium sclerotiorum SD-36
• 双PKS基因簇
• 转录因子过表达
• isochromophilone VI
• sclerotiorin C

目的 结合生物信息学与分子遗传操作技术深入挖掘海参共附生菌核青霉Penicillium sclerotiorum SD-36的活性次级代谢产物，并探析其生物合成基因簇中转录调控因子的作用。方法 基于前期P. sclerotiorum SD-36的基因组信息，利用antiSMASH预测了1条具有合成嗜氮酮类化合物潜力的双PKS基因簇。针对该簇中1个锌指转录因子PsAza1构建了含潮霉素抗性基因和强启动子pgpdA的转录因子基因过表达盒，转化P.sclerotiorum SD-36原生质体后，经过抗性筛选及PCR验证获得阳性转化子OE::PsAza1。发酵培养后高效液相色谱（HPLC）检测次级代谢产物变化并通过qRT-PCR验证基因簇核心基因的转录水平。结果 OE::PsAza1的多种次级代谢产物产量增加，其中2个化合物通过质谱、核磁数据鉴定为活性嗜氮酮类isochromophilone VI和sclerotiorin C，其产量较野生型分别增加了约6倍和4.5倍。qRT-PCR检测该簇中2个聚酮合酶基因及Psaza1基因的转录水平，显示上调60～80倍。结论 首次明确P. sclerotiorum SD-36的双PKS基因簇编码活性嗜氮酮类化合物，且转录因子PsAza1正向调控该簇核心基因的表达水平及化合物产量。研究结果为P. sclerotiorum SD-36中化合物isochromophilone VI和sclerotiorin C的生物制备及调控研究奠定理论基础。

• 单位
  山东师范大学; 山东省科学院; 齐鲁工业大学; 生命科学学院