制药工程文献翻译——摘要 多杀菌素（多杀菌素A和D）是刺糖多孢菌的二次代谢产物的混合物，多杀菌素作为一种应用在农业中的强大的昆虫控制剂，是一种具有异常安全性的非靶性生物有机体。在该研究中，我们应用S.spinosa基因改组的方法来迅速提高多杀菌素的产量。从亚硝基胍和紫外线照射诱变产生的大量菌株中提取多杀菌素产量精密提高的十菌株，然后将他们进行循环原生质体融合。通过四次基因改组的循环后，一个被认定为S.spinosa 4-7的高产菌株被成功分离出来。它的产量达到了547mg/L，同最高的出发菌株及原始菌株比较他们的产量各自增加了200.55%和436.27%。重复试验证明S.spinosa 4-7这种高产菌株是稳定的。S.spinosa 4-7中多杀菌素的发酵实验在5L的发酵罐中成功实现，并且多杀菌素的产量在168h的发酵罐培养中达到了428mg/L。

关键词：基因改组、原生质融合、多杀菌素、刺糖多孢菌

引言

多杀菌素（多杀菌素A和D）是由土壤中的微小生物刺糖多孢菌发酵产生的生物杀虫剂，在1997年首次注册，现在被广泛应用于许多庄家病虫防御领域[1]，多杀菌素是由含有forosamine 和三氧甲基鼠李糖组成的一个四环的大环内酯物。其中在聚酮和去氧糖上有不同程度的甲基化。在S.spinosa发酵中，多杀菌素A和多杀菌素D是其两个主要成分，他们的不同在于其中一个在聚酮的六位上是被一个甲基取代（图1）。多杀菌素在对抗目标微生物方面是高效的，并且有有非常好的环境友好和哺乳动物的毒性物质档案[5，6]。课题组用C13标记的醋酸盐、丙酸盐、蛋氨酸研究确定了多杀菌素是通过一个聚酮式的方式组成的，并且forosamine中的两个氮甲基和三氧甲基鼠李糖中的三氧甲基来源于S-腺苷-蛋氨酸[7,8]。多杀菌素的聚酮部分不同于普通的Ι型聚酮（比如红霉素、雷帕霉素、泰乐霉素），多杀菌素包含了三分子式的碳-碳结合（图1）根据多杀菌素的生物合成途径和规则，执行一个合理的紫外诱变过程，能将多杀菌素的产量提高121%[9]。在多杀菌素的生物合成中大多数的基因聚集在S-多杀菌素基因的74-kb区域。多杀菌素的生物合成基因簇包含五个大基因编码，Ⅰ型聚酮合成酶、14基因参与糖的合成，糖附件的聚，或交联的聚。四个鼠李糖生物合成基因，其中有需要对 forosamine 的生物合成，位于外多杀菌素基因簇外[7，8]。聚酮糖基因的复制刺激了生物合成途径的最后一步，用更少的forosamine使得pseudoaglycones 转化成最终产品。在脱氧糖早期的生物合成中基因的复制也在很大意义上增加了多杀的产量[10]。

菌种改良一直是所有工业发酵过程的特点[11]。目前，菌种改良技术的提高主要是通过传统菌种提高技术和现代基因工程技术。虽然突变和随机选择的方法成功产生了许多工业菌种，但是它是一个耗时和高成本的过程。在几起报道中理性的新陈代谢和细胞工程的方法已经成功的提高了菌种应变性能[12，13]。然而，这些尝试只局限于一小部分基因编码酶的处理以及从可用信息和研究经验中挑选调节蛋白质。

基因改组是朝着理想表现型的一种最有效的菌种进化方法。不同的与生产相关的基因重组可以在几个回合的基因组改组和良好的表型中获得。基因组改组技术已成功地用于改善生产的弗氏链霉菌聚抗生素泰乐菌素[14]。提高乳酸菌的酸耐受性[15，16]，增强鞘脂菌属chlorophenolicun的对五氯苯酚的抗毒性[17]，增加链霉菌属中对羟基柠檬酸的抵抗性[18],然而，到目前为止，似乎没有通过基因改组来......