开题报告内容:
拟研究或解决的问题
nocU全长为1239bp,编码412个氨基酸,它位于产生菌Nocardia sp. ATCC202029内的诺卡沙星生物合成基因簇中,是其中特有的P450修饰酶。研究表明,和与其高度同源的S. actuosus ATCC25421诺西肽生物合成基因簇相比,诺卡沙星生物合成基因簇中存在三种特有的P450酶,分别为NocT,NocU和NocV。由于诺卡沙星产生菌Nocardia sp.ATCC202099存在遗传隔离,无法利用现有技术对其进行体内基因敲除,为了进一步研究NocU的功能,本课题拟通过构建NocU表达载体,实现对其在大肠杆菌中的异源表达,并通过纯化得到纯度较高的蛋白进而构建体外催化反应体系,试图确定其催化底物,并初步探究NocU在诺卡沙星生物合成过程中负责的具体修饰功能。
采用的研究手段
本实验拟采用基因工程技术,计划通过诺卡氏菌基因组提取,引物设计,PCR扩增,构建pET28a重组表达载体,构建大肠杆菌异源表达工程菌,IPTG诱导表达等方法尝试对NocU进行异源表达,然后尝试通过镍柱纯化得到纯度较高的NocU蛋白,并构建体外催化体系,通过HPLC、LC-MS/MS分析可能产物,从而初步探究其修饰功能。
文献综述
诺卡沙星生物合成基因簇中P450酶NocU的异源表达、纯化及功能初步研究
1.NocU的介绍及研究现状
诺卡沙星是从诺卡氏菌(Nocardia sp.)[1.2]或拟无枝酸菌(Amycolaptosis sp.)[3-5]体内分离得到的一类最新被发现的硫肽类抗生素,属于硫肽类抗生素家族中的e类,其生物合成通过RIPP途径。诺卡沙星对革兰氏阳性菌具有广谱抑制作用,但由于其较差的理化性质,目前没有投入人类的临床使用中[6]。但由于糖基化的抗菌诺卡沙星对于多种抗药菌的有效活性,目前已有很多研究尝试通过化学修饰,形成新的类似物,从而克服其自身的理化缺陷(如水溶性差),使其尽快投入临床使用[6]。
硫肽类抗生素主要通过抑制蛋白质的合成而达到杀菌的作用,还有研究表明,硫肽类抗生素可能具有抗肿瘤活性[7]。与大多数硫肽类抗生素相同,诺卡沙星是通过与核糖体50S大亚基中23S rRNA和L11蛋白结合,从而形成复合物,抑制L11蛋白构象的转变,进而影响蛋白质合成过程中肽链的转座,从而达到抑制蛋白合成的作用。
