尼可霉素是由圈卷产色链霉菌所产生的一种核苷肽类抗真菌抗生素,是几丁质合成酶的天然底物UDP-N-乙酰葡萄糖胺的结构类似物,因而能竞争性地抑制该酶的活性。由于几丁质是真菌、昆虫和酵母细胞壁的重要结构组分,因此尼可霉素表现出很强的抗真菌、杀昆虫和杀螨虫的活性。尼可霉素具独特的抑菌机制,并且对哺乳动物、蜜蜂和植物无毒,在自然界中易降解,被认为是一种理想的抗真菌抗生素。开展这种抗生素的研究,将为其产量提高,组分优化及工业化生产奠定坚实的基础。　　 抗生素的产量与抗生素生物合成基因簇的拷贝数在一定范围内成正相关性。为了提高尼可霉素的产量,本论文工作通过Red/ET技术在整合型载体pSET152上构建了尼可霉素生物合成全基因簇,并将其通过接合转移导入圈卷产色链霉菌基因组中,获得了含有两个拷贝的尼可霉素生物合成基因簇的高产工程菌株-Dnik,该菌株遗传稳定,尼可霉素产量增加约4倍。qRT-PCR.分析表明,在Dnik中尼可霉素途径特异性调控基因sanG和结构基因sanF的转录水平皆高于野生型,暗示尼可霉素生物合成基因簇的高效表达是导致尼可霉素产量提高的主要原因。　　 尼可霉素X和Z是圈卷产色链霉菌所产生的尼可霉素的主要组分,二者是同分异构体,很难进行分离和纯化。尼可霉素Z组分能有效地杀灭多种人体病原真菌,是一种很有潜力的医用抗生素,目前所知在美国的相关实验室已经完成了I期临床试验。本论文工作通过分析尼可霉素生物合成途径,找到了控制尼可霉素X组分生物合成的关键基因-sanP。该基因阻断得到了只产尼可霉素Z组分的菌株-sanPDM。随后研究了不同前体对尼可霉素Z组分产量的影响,结果发现在添加2％尿嘧啶的条件下,获得了高产和仅产尼可霉素Z组分的工程菌株。接着确定了摇瓶和小试(5L、20L)的发酵参数和分离纯化条件。在实验室小试数据的参照下,完成了500L发酵罐中试,并进一步优化了分离纯化条件,这为尼可霉素的工业化生产奠定了坚实的基础。　　 whiB4是仅在放线菌中发现的whiB家族的一员。阻断圈卷产色链霉菌whiB4基因导致突变株不能形成孢子而表现为白表型,同时该突变株也失去了产生尼可霉素的能力。令人惊奇的是,该突变株却产生了抗革兰氏阳性细菌的化合物,这是野生型菌株并不产生的化合物。这种化合物的产生可能是因为whiB4的阻断激活了圈卷产色链霉菌基因组中“隐性”抗生素生物合成基因簇的表达。有关whiB4作用的分子机制尚需更多深入的研究。