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少孢素类化合物(Arthrosporols)是少孢节从孢(Arthrobotrys oligospora)中特有的一类小分子化合物,参与调控分生孢子和二维菌网的形成。本实验室前期已经筛选出10个可能参与这类信号小分子生物合成的基因,并构建了相应的突变菌株。其中已从表型和次级代谢产物两方面对ΔAOL_s00215g283、ΔAOL_s00215g282、ΔAOL_s00215g281、ΔAOL_s00215g280、ΔAOL_s00215g278、ΔAOL_s00215g276和ΔAOL_s00215g274这7个突变菌株进行研究,获得一系列少孢素生物合成途径中的前体和中间体,其有17个化合物是新化合物,三个化合物具有毒杀线虫活性。本论文以突变菌株ΔAOL_s00215g279作为研究对象,结合化合物分离纯化技术和高效液相色谱(HPLC)、薄层层析色谱(TLC)以及核磁共振图谱等分析方法对ΔAOL_s00215g279中的特有化合物进行分离纯化和结构鉴定。最后根据化合物的结构和通过NCBI、InterPro、ProtParam、ProtScale等软件对蛋白序列的分析结果,探讨基因AOL_s00215g279的功能,为解析少孢素的生物合成途径奠定一定的基础。主要结果和创新:1.根据生物信息学分析发现:基因AOL_s00215g279编码一个依赖黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide,FAD)的氧化还原酶,稳定存在于生物体内外,不具有跨膜结构,预测是一个位于内质网、高尔基体或溶酶体中的分泌蛋白,催化底物的羟基发生氧化还原反应。2.与野生型相比,突变菌株ΔAOL_s00215g279菌丝形态更为致密,但生长速度却不及野生型。生长至第六天时,YMA上突变菌株的直径仅为野生型的72.9%,孢子产量明显减少,仅为野生菌株的0.6%;加入线虫6h时,ΔAOL_s00215g279线虫捕食率是野生型的1.5倍;12h时,ΔAOL_s00215g279中三维菌网的数量是野生型的2.6倍。3.对突变菌株ΔAOL_s00215g279发酵液粗提物的乙酸乙酯和正丁醇部进行了化学研究。从中共分离得到7个化合物,其中两个化合物DGG-1和DGG-2是法尼基和m-cresol的杂合类新骨架化合物;5个化合物分别是麦角甾醇、脑苷脂、酪醇、吲哚和a-酮戊二酸,均是真菌代谢途径中的重要成分。研究表明基因AOL_s00215g279编码一个依赖FAD的氧化还原酶,该酶位于细胞的分泌途径中;其敲除会导致少孢节从孢的表型差异,降低菌丝的生长速率和孢子产量,增加三维菌网的产量和捕杀线虫能力,并能产生法尼基和m-cresol的杂合类新骨架的差异化合物。结合本课题组前期有关Arthrosporols合成途径的研究,推测基因AOL_s00215g279可能参与了Arthrosporols生物合成的一个重要的合成中间体的氧化修饰。