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尼可霉素是由圈卷产色链霉菌(Streptomyces ansochromogenes)和唐德链霉菌(S。tendae)产生的一类具有很强的抗真菌活性的核苷肽类抗生素。由于它们在自然界中易降解，并且对人体、动物及植物等无毒，因此，尼可霉素在农业或医药上具有广阔的应用前景。本论文工作主要包括圈卷产色链霉菌尼可霉素生物合成相关基因sanN、sanM、sanL和sanK的功能。
1.sanM和sanN都是圈卷产色链霉菌尼可霉素生物合成的必需基因，sanM和sanN阻断突变株不能合成尼可霉素，而相应的互补株则又恢复产生尼可霉素。体外生化试验表明，SanN蛋白具有脱氢酶活性，以随机序列机制催化苯甲酰CoA成苯甲醛。苯甲酰CoA和NADH的Km分别为220.7μM和70.1μM，相应的Kcat/Km则分别为3.8 mM-1·s-1和12.0 mM-1·s-1。提示SanN在圈卷产色链霉菌尼可霉素X和Z组分的生物合成过程中，催化吡啶醛的形成。酵母双杂交和免疫共沉淀证明，SanM和SanN蛋白之间可形成互作。进一步的生化试验揭示，SanM的醛缩酶活性必需依赖于SanN，SanM通过与SanN的互作可将吡啶醛和2-酮丁酸缩合成4-吡啶-2-酮4羟基异戊酸。稳态动力学分析表明SanM催化的醛缩反应中，吡啶醛的Km和Kcat/Km，m分别为123.2μM和11.4 mM-1·s-1，2-酮丁酸则分别为335.6μM和4.0 mM-1·s-1。上述结果将有助于进一步阐明尼可霉素生物合成途径，并为新抗生素的组合生物合成提供有益的科学理论依据。
2.sanL和sanK也是圈卷产色链霉菌尼可霉素生物合成的重要基因。当发酵培养基添加尼克酸时，sanL阻断、sanL缺失和sanK阻断突变株都可高效地产生两种具有很强的抗真菌活性的新化合物组分。用HPLC初步分离这两种化合物组分，并进行紫外全波长扫描及质谱分析。在此基础上，作者结合已部分阐明的尼可霉素的生物合成途径，分析了这两种新化合物组分的结构，并将其命名为尼可霉素Px和Pz。野生株产生的尼可霉素X和Z的肽基结构为2-氨基-4-羟基-3-甲基-4-(4’羟基-2’-吡啶)丁酸，尼可霉素Px和Pz的肽基结构则为2-氨基-4-羟基-3-甲基-4-(3’-吡啶)丁酸。进一步的实验证据表明，尼可霉素Px和Pz无论在碱性(pH8.0)、中性(pH7.0)还是酸性(pH6.0)条件下，都比其结构类似物尼可霉素X和Z具有更好的稳定性。因此，尼可霉素Px和Pz有望成为更高效的抗真菌药物。