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生物通报道，上海交通大学教育部微生物代谢重点实验室邓子新院士领衔的研究小组与中科院微生物研究所合作，成功构建了多氧霉素生物合成的遗传学和生物化学模型，相关成果公布在最近的《Journal of Biological Chemistry》上。

 

多氧霉素是世界上防治一些重要农作物、经济植物及果蔬真菌性病害的最佳生物农药之一，已显示出高效无毒、对环境友好且尚无耐药性出现等优良特性。自多氧霉素成功创制以来，一直是我国及世界各国广泛生产和使用的重要生物农药之一。长期以来，科学家们对该抗生素的生物合成具有浓厚兴趣，但其生物合成机理却一直悬而未决。

 

据科学时报介绍，该团队还系统结合分子遗传学、生物化学及化学等多个学科的研究，成功提出了多氧霉素生物合成的遗传学和生物化学模型，并已申请国家发明专利。研究者从多氧霉素生物合成全基因簇克隆并获得39个候选基因入手，最终确定了20个必需基因，并一举成功实现了多氧霉素在异源宿主中的工程化生产，奠定了代谢工程技术产业化利用的基础。

 

博士生陈文青在这项持续4年的研究中，充分显示出系统性创新能力。他最近还阐明了多氧霉素多个组分之间转换的分子机制，孕育着利用高新技术对多氧霉素工业菌株进行活性组分优化和产量提高的重大潜力，已经引起有关生物农药生产企业的高度关注和重视。该企业已经开始了与邓子新研究团队在多氧霉素代谢工程育种方面的合作，以致力于提升我国多氧霉素产业化的技术水平和产品的竞争力。

 

生物通推荐原文摘要：Characterization of the polyoxin biosynthetic gene cluster from Streptomyces cacaoi and engineered production of polyoxin H

【Abstract】

A gene cluster (pol) essential for the biosynthesis of polyoxin, a nucleoside antibiotic widely used for the control of phytopathogenic fungi, was cloned from Streptomyces cacaoi. A 46,066-bp region was sequenced and 20 out of 39 of the putative ORFs were defined as necessary for polyoxin biosynthesis as evidenced by its production in a heterologous host, Streptomyces lividans TK24. The role of PolO and PolA in polyoxin synthesis was demonstrated by in vivo experiments, and their functions were unambiguously characterized as O-carbamoyltransferase, and UMP- enolpyruvyl transferase, respectively by in vitro experiments, which enabled making of a modified compound differing slightly from that of early proposed. These studies should provide a solid foundation for the elucidation of the molecular mechanisms for polyoxin biosynthesis, and set the stage for combinatorial biosynthesis using genes encoding different pathways for nucleoside antibiotics.

 

邓子新院士，著名微生物学家。上海交通大学教授。1957年出生于湖北房县。1982年毕业于华中农业大学微生物专业，1987年获英国East Anglia大学分子微生物学博士学位。现任上海交通大学生命科学与技术学院院长。2005年当选为中国科学院院士。

 

他长期从事微生物分子生物学研究，在重要类别抗生素生物合成基因克隆、定位、结构功能分析、表达和遗传调控机制、抗生素代谢工程与药物创新、天然产物的生物化学与组合生物合成等方面取得了系统性研究进展, 提出了多个国际认同的抗生素生物合成分子机制的理论模型, 利用遗传操作高产了重要抗生素，并产生了系列药物衍生物, 是我国在微生物代谢途径与代谢工程研究领域的主要学术带头人之一。在众多细菌DNA大分子上首次发现了硫(S)修饰, 打开了DNA硫化修饰新领域。