環(huán)境因子對井岡霉素發(fā)酵調控的影響及其機制探索.pdf

1、井岡霉素又名有效霉素A,是我國及東南亞地區(qū)應用最廣的防治真菌病害的農用抗生素之一,對水稻紋枯病的防治效果最佳。通過環(huán)境因子篩選得到對發(fā)酵有促進作用的重要因子對工業(yè)化生產提高產量降低生產成本具有重要參考價值。在吸水鏈霉菌5008發(fā)酵生產井岡霉素的過程中受到一系列環(huán)境因子的影響,在細胞內產生多層面的響應與應激,從而影響到次級代謝物井岡霉素的產量和產素效率。本研究從影響井岡霉素發(fā)酵的環(huán)境因子篩選入手,考察了有機溶劑、溫度、植物油、氨基酸、γ-

2、丁內酯、脲等因素對發(fā)酵的影響,篩選到乙醇、氨基酸、γ-丁內酯和脲等多個對井岡霉素生產有促進作用的因素。由于乙酵的效果最為明顯,詳細考察乙醇影響下的井岡霉素的發(fā)酵,通過乙醇添加使井岡霉素產量提高至約20 g/l,增產近60％。確立了通過乙醇添加促進井岡霉素增產的最優(yōu)添加策略,為醇類添加提高其它抗生素產量提供了借鑒。
　　 發(fā)酵12 h時添加微量乙醇,使產素效率得到大幅提高,而且細胞發(fā)酵后期自溶變慢。進一步使用qRT-PCR測定了乙

3、醇處理組與對照組在不同發(fā)酵時期的井岡霉素生物合成必需的8個基因所在的3個操縱子的轉錄水平以及全局調控基因的表達。研究發(fā)現(xiàn)乙醇處理后對數(shù)期樣品結構基因valABC、valKLMN、valG和全局調控基因afsR、glnR轉錄水平都迅速提高。afsR和glnR的調控都需蛋白激酶的介導,因此使用蛋白激酶抑制劑與乙醇同時添加,結果顯示可使產量恢復到原始水平。外源乙醇添加后,也可觀察到胞內乙醇濃度的提高和胞內活性氧信號分子的響應,同時伴隨培養(yǎng)液顏

4、色的加深。在動物細胞中乙醇可作為分子信號誘導胞內活性氧產生,調節(jié)細胞的生長與凋亡,但在微生物體系中尚無深入研究,特別是我們觀察到乙醇與活性氧信號的相關性,為進一步以鏈霉菌為模型研究兩種信號分子對次級代謝的調控機理和作用方式提供了重要信息。
　　 井岡霉素的合成與碳代謝密切相關,乙醇處理組在處理后的48 h內,胞內磷酸戊糖途徑的關鍵酶6-磷酸葡萄糖脫氫酶和糖酵解途徑的關鍵酶3-磷酸甘油醛脫氫酶都具有更高的酶活?？梢?微量乙醇的添加