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磷酸可以作为细胞内结构物质,同时作为信号分子参与代谢以及调控。细胞形态发育、次级代谢过程,包括众多抗生素、色素和免疫抑制剂等都受到磷酸的调控。链霉菌中磷酸双组份系统能够感应环境中低浓度的无机磷酸盐信号,通过胞内信号转导途径调控一系列次级代谢产物的生物合成。玫瑰孢链霉菌作为达托霉素主要生产菌株而成为研究热点,然而关于磷酸双组份系统PhoR-PhoP与达托霉素生物合成的相关研究至今还没有报导。在达托霉素生产菌玫瑰孢链霉菌L30中,我们发现了磷酸双组份系统PhoR-PhoP能够正调控达托霉素的生产。敲除磷酸双组份系统后,达托霉素生物合成量降低到原先的二十分之一左右。凝胶缓滞电泳实验(EMSA)结果显示双组份系统调控蛋白PhoP能够与达托霉素合成上游调控基因atrA的启动子结合,qRT-PCR分析结果显示△phoRP突变株中atrA基因表达水平明显低于野生型菌株,表明PhoR-PhoP双组分系统对达托霉素的正调控作用是通过AtrA来介导的。在链霉菌次级代谢过程中PhoP作为一个自调控因子,能够与自身启动子上的PHO box结合,并正调控自身操纵子表达,表明在次级代谢过程中,PhoR-PhoP的表达有正反馈调控作用,并持续正调控达托霉素生物合成。我们前期工作表明,A-因子信号途径的多效调控因子AdpA均能与atrA启动子结合。我们进一步EMSA实验发现,PhoP与AdpA二者的结合有部分竞争关系,DNase I footprinting实验发现二者的结合位点之间存在3 bp的重叠区。另外,利用GFP报告系统证实,PhoR-PhoP负调控adpA基因的表达,但是AdpA不影响phoRP基因表达。本文以次级代谢产物达托霉素为模型,首次阐明了磷酸响应信号通路在调控次级代谢产物生物合成中的级联信号通路,并揭示了 PhoR-PhoP能通过自身正反馈调控机制,不断加强自身的调控强度,并与激素响应信号通路在转录和蛋白水平上进行交叉调控,共同调控链霉菌次级代谢的进程。