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抗生素金核霉素的代谢工程改造

成果编号:12604
价格:面议
完成单位:中国科学院上海有机化学研究所
单位类别:中国科学院系统院所
完成时间:2014年
成熟程度:试生产阶段
服务产业领域: 生物技术与医药
发布人:唐功利 离线
金核霉素是我国为数不多的具有独立自主知识产权的微生物源杀菌剂(专利ZL87100250.7),对水稻白叶枯病和细菌性条斑病有很好的治疗效果,对柑橘溃疡病有特效,已获得我国农业部的临时登记。然而该性能优良的生物农药新品种未能够大规模推广的根本原因是菌种发酵单位低(约为4000 u/L),导致产品价格偏高。仔细分析目前菌株的代谢产物发现有大量金核霉素生物合成的中间体(也可能是副产物)的积累,说明该体系中某些生物合成步骤的瓶颈效应(若是副产物则是代谢旁路)阻碍了产量的提高。如果能够采用代谢工程的手段通过增加催化限速步反应酶编码基因的拷贝数来解除瓶颈效应(若是副产物则阻断代谢旁路),将中间体(或副产物)进一步转化为产物,获得产品质量改善和产量提高的代谢工程菌。从而降低发酵成本,减少环境污染,为该生物农药大规模产业化做出贡献。
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成果介绍

科技计划:
成果形式:新工艺
合作方式:技术开发
参与活动:
专利情况: 正在申请 ,其中:发明专利 0
已授权专利,其中:发明专利 0
成果简介
成果概况
金核霉素是我国为数不多的具有独立自主知识产权的微生物源杀菌剂(专利ZL87100250.7),对水稻白叶枯病和细菌性条斑病有很好的治疗效果,对柑橘溃疡病有特效,已获得我国农业部的临时登记。然而该性能优良的生物农药新品种未能够大规模推广的根本原因是菌种发酵单位低(约为4000 u/L),导致产品价格偏高。仔细分析目前菌株的代谢产物发现有大量金核霉素生物合成的中间体(也可能是副产物)的积累,说明该体系中某些生物合成步骤的瓶颈效应(若是副产物则是代谢旁路)阻碍了产量的提高。如果能够采用代谢工程的手段通过增加催化限速步反应酶编码基因的拷贝数来解除瓶颈效应(若是副产物则阻断代谢旁路),将中间体(或副产物)进一步转化为产物,获得产品质量改善和产量提高的代谢工程菌。从而降低发酵成本,减少环境污染,为该生物农药大规模产业化做出贡献。
创新要点
目前我们已经确定了副产物的结构;对金核霉素的产生菌的基因组测序,通过异源表达实验确定了与金核霉素生物合成相关的基因簇;进一步经基因依次敲除实验准确界定了基因簇的边界;正在对突变菌株产生的新化合物进行鉴定。有关金核霉素生物合成基因簇我们正在准备申请专利。
主要技术指标
目前我们已经确定了副产物的结构;对金核霉素的产生菌的基因组测序,通过异源表达实验确定了与金核霉素生物合成相关的基因簇;进一步经基因依次敲除实验准确界定了基因簇的边界;正在对突变菌株产生的新化合物进行鉴定。有关金核霉素生物合成基因簇我们正在准备申请专利。
其他说明
唐功利研究员,生于1971年12月,1994年毕业于南开大学,1999年毕业于中国科学院上海有机化学研究所,获理学博士学位。2000-2003先后在美国University of California-Davis化学系(博士后)和University of Wisconsin- Madison药学院(研究助理)工作。2003年9月入选中科院百人计划,任中国科学院上海有机化学研究所研究员。2004年获得国家自然科学基金委杰出青年基金,2005年入选上海市科技启明星计划,2008获上海市启明星跟踪计划支持。研究领域包括复杂天然产物生物合成、以微生物次生代谢为基础的抗生素代谢工程与菌种改良、以噬菌体展示克隆为基础的活性天然产物靶蛋白的筛选及活性机制等。发表SCI论文20余篇,申请专利13项。
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