游动放线菌Actinoplanes sp. SE50/110阿卡波糖胞外代谢相关基因功能的初步研究

作者：张欣; 赵芹芹; 白林泉^*

来源：基因组学与应用生物学, 2022, 41(05): 1006-1016.

DOI：10.13417/j.gab.041.001006

• 游动放线菌
• 阿卡波糖
• 胞外代谢
• 酶活检测
• 基因敲除

游动放线菌Actinoplanes sp. SE50/110(以下简称SE50/110)是重要的抗2型糖尿病药物阿卡波糖的生产菌株。在阿卡波糖的生物合成途径中，其胞内合成代谢途径的部分关键步骤已被详细解析，而与类似物形成相关的胞外代谢过程却少有研究。本研究敲除了阿卡波糖胞外代谢相关基因，利用高效液相色谱检测阿卡波糖产量变化，通过淀粉酶-淀粉-碘(α-amylase-starch-iodine, ASI)显色法检测α-淀粉酶的受抑制程度，间接反映阿卡波糖类似物含量变化。结果显示，与出发菌株SE50/110相比，阿卡维基转移酶基因acbD的缺失导致阿卡波糖产量下降42%,淀粉酶基因acbE和acbZ缺失不影响阿卡波糖生产。在类似物积累方面，敲除acbE使细胞中阿卡波糖类似物的相对含量降低至野生型的14%,敲除acbZ使其积累量显著提升至野生型的3.75倍；在acbE缺失突变株的基础上继续敲除acbD后，类似物相对含量进一步下降至野生型的9%,为利用ASI显色法筛选高产突变株提供了背景清晰的衍生菌株。本研究通过体内基因敲除实验，初步说明了游动放线菌阿卡波糖胞外代谢相关基因与阿卡波糖合成、类似物积累之间的关系，为解析阿卡波糖的胞外代谢途径奠定了基础。

• 单位
  上海交通大学; 生命科学技术学院; 微生物代谢国家重点实验室