红迪菌素的生物合成及抗性机制的研究

Rubradirins are a group of ansamycin antibiotics isolated from Streptomyces anchromogenes var. rubradiris. They exhibit potent activity against a wide variety of Gram-positive bacteria, including against multiple-antibiotic-resistant strains of Staphylococcus aureus. In this project, we will clone all the genes related to the biosynthesis of rubradirins from Streptomyces anchromogenes var. rubradiris. With the genes in hand, we will study the biosynthetic mechanisms of the special dihydroxydipicolinic acid moiety and the morpholine ring of rubransarol. The installation mechanisms of the four parts of rubradirin will also be investigated. The bioactivities of rubradirin rely on its inhibition of translation initiation complexes formation. We will study the self-pretction of the producer to check whether modification of the translation initiation complexes are recruited as a resistance mechanism by S. anchromogenes. Our studies will reveal the biosynthetic and resistance mechanisms of rubradirins and set solid stage for their engineering and application.

红迪菌素是一类由不产色链霉菌赤虹亚种产生的安莎类抗生素，具有良好的生物活性，能够抑制包括多重耐药性金黄色葡萄球菌在内的一系列革兰氏阳性细菌。本项目拟以红迪菌素的产生菌不产色链霉菌赤虹亚种为研究材料，克隆所有与红迪菌素生物合成相关的基因。在此基础上，对红迪菌素含有的特殊结构二羟基吡啶二羧酸和安莎大环上吗啉环的生物合成机理进行研究，并探索各部分间的连接机制。红迪菌素通过阻止翻译起始复合物的形成而抑制蛋白质的合成，但是还不清楚其抗性机制是否也与蛋白质翻译的起始相关，为了解答这个问题，我们也将对红迪菌素基因簇中的抗性基因功能进行研究。以上研究工作将揭示红迪菌素的生物合成和抗性机制，为红迪菌素的改造和应用奠定基础。

红迪菌素是一类由不产色链霉菌赤虹亚种产生的安莎类抗生素，具有抑制包括多重耐药性金黄色葡萄球菌在内的一系列革兰氏阳性细菌的活性。本项目以红迪菌素的产生菌不产色链霉菌赤虹亚种（Streptmyces anchromogenes var. rubradiris NRRL3061）为研究材料，对红迪菌素生物合成机制及抗性机理进行了研究。我们不仅建立了此菌株的遗传转化系统，对不产色链霉菌赤虹亚种产生红迪菌素的发酵条件进行了摸索，最终确立了最优发酵条件。同时，建立了红迪菌素的HPLC检测条件及生物活性检测系统。对不产色链霉菌赤虹亚种产生的红迪菌素进行了系统的分析，除了对红迪菌素的结构进行了校正外，还对得到的两个新化合物进行了结构分析。通过基因组扫描测序的方法，我们得到完整的红迪菌素生物合成基因簇。并在此基础上，对部分重要的生物合成基因进行了遗传阻断，确证了此基因簇确实负责红迪菌素的生物合成。由于红迪菌素通过阻止翻译起始复合物的形成而抑制蛋白质的合成，但是还不清楚其抗性机制是否也与蛋白质翻译的起始相关。为此，也对红迪菌素基因簇中的可能的抗性基因的功能进行了研究，但是根据实验结果，这些基因并不能赋予敏感菌株对红迪菌素的耐受性。以上研究工作为揭示红迪菌素的生物合成和抗性机制，为红迪菌素的改造和应用奠定了坚实的基础。