以基因组信息为指导的深海放线菌SCSIO-5802次级代谢产物挖掘及其活性研究

基本信息
批准号:41676151
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:宋永相
学科分类:
依托单位:中国科学院南海海洋研究所
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:谢运昌,秦湘静,王博,桂春,张春燕,贾艳玺,程伟鸽
关键词:
次级代谢产物活性筛选深海放线菌培养调控基因组挖掘
结项摘要

The genomes of actinomycetes from the deep-sea sediment encode many genes or gene clusters capable of synthesizing various secondary metabolites regulating its own growth or as chemical weapons for defense. Yet the gene clusters were in large extent not expressed in the usual laboratory fermentation conditions. During the course of our investigations on the secondary metabolites from the deep-sea derived actinomycetes, we have isolated strain Streptomyces sp. SCSIO 5802 from a sediment sample collected in the South China Sea at a depth of 3536 m. All of its crude extracts fermented with different media showed bioactivities such as antibacterial, cytotoxicities, etc; a type of new polyketides with rare tandem lactone bridging were structurally elucidated form the strain SCSIO 5802. Bioinformatics analysis of its genome revealed that about 20 gene clusters are silent, indicating the genome of this strain holds great potential of producing more and more secondary metabolites. Therefore, in this application, the following 4 items would be applied to discover novel marine lead compounds: 1) using OSMAC methods, to design and optimize various media to activate more of its biosynthetic pathway thereby stimulating the production of more secondary metabolites; 2) the target gene or gene clusters would be activated and regulated by metabolic engineering and heterologous expression, to isolate targeted secondary metabolites encoded certain gene cluster/s; 3) the secondary metabolites would be isolated and structures elucidated by using various kind of chromatography technologies and spectroscopic and chemical methods; and 4) the biological activities on antibacterial, cytotoxic, antivirus and cardiovascular effects will be screened by using various models to screen compound/s with significant bioactivities. The results of this project will potentially offer novel lead compounds for new marine drug discovery.

深海放线菌基因组编码合成多种次级代谢产物的基因簇,用于调控自身生长和化学防御,但这些基因簇在实验室条件下较少表达。申请人前期发现深海沉积物链霉菌SCSIO 5802,其多种发酵粗提物显示抗感染和细胞毒等生物活性,并从中分离鉴定了一类具有串联内酯桥结构的聚酮类新化合物。基因组生物信息学分析发现,有20个编码基因簇未表达。本项目拟:1)通过OSMAC(one strain-many compounds)方法,优选和设计多种培养基激活多条生物合成途径,刺激化合物生产;2)利用代谢工程和异源表达手段方法对目标基因(簇)进行激活和调控,定向挖掘基因簇编码的新颖次级代谢产物;3)运用多种色谱和波谱手段分离鉴定目标化合物;4)对获得的单体化合物进行抗菌、抗病毒、细胞毒、心血管作用等生物活性筛选,发现结构新颖、显著活性的化合物。研究工作将为开发具有自主知识产权的海洋药物提供新分子实体。

项目摘要

基于深海放线菌特殊的生产结构新颖活性次级代谢产物的潜力,本项目对深海放线菌SCSIO 5802等菌株,在OSMAC策略下,以基因组信息为指导,对其活性次级代谢产物的生产潜力进行了系列挖掘,并开展了相关活性研究。结果如下:1)激活了深海放线菌SCSIO 5802等菌株多个沉默基因簇,先后发现了系列深渊霉素类、抗霉素类、5-烷基-丁烯酸内酯类、多烯类、PTM类、二吲哚生物碱类、四氢异喹啉类等骨架的活性化合物43个,其中结构新颖的化合物21个;2)发现具有抗菌、抗肿瘤活性的先导化合物1个;3)发明具有治疗柑橘溃疡潜力的微生物制剂1种。4)先后发表SCI论文6篇,申请专利2项,授权专利1项。该项目的开展,为开发具有我国自主知识产权的海洋药物提供了新的分子实体和开发新型农药制剂提供了来源。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
2

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:
3

不同改良措施对第四纪红壤酶活性的影响

不同改良措施对第四纪红壤酶活性的影响

DOI:10.11766/trxb202008100444
发表时间:2022
4

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019
5

自组装短肽SciobioⅡ对关节软骨损伤修复过程的探究

自组装短肽SciobioⅡ对关节软骨损伤修复过程的探究

DOI:10.13417/j.gab.039.003219
发表时间:2020

宋永相的其他基金

批准号:41206135
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

以基因组信息为指导的深海链霉菌SCSIO T05中活性次级代谢产物挖掘

批准号:41706169
批准年份:2017
负责人:孙长利
学科分类:D0604
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于深海链霉菌SCSIO 03032基因组信息挖掘新结构次级代谢产物

批准号:31470172
批准年份:2014
负责人:张文军
学科分类:C0102
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
3

四株深海放线菌抗菌活性次级代谢产物的研究

批准号:41206135
批准年份:2012
负责人:宋永相
学科分类:D0604
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基因组指导海洋来源金黄拟诺卡氏菌活性次级代谢产物的挖掘

批准号:41806158
批准年份:2018
负责人:陈奇
学科分类:D0604
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目