黏质沙雷氏菌灵菌红素合成基因簇异源表达及其潜在的温度调控机制

刘方晨，贾宪波 ，吴良泉，方 宇，赵 恪，林俊杰，陈龙军，张 慧，林陈强，陈济琛

（1. 福建农林大学资源与环境学院，福建 福州 350002；2. 福建省农业科学院土壤肥料研究所，福建 福州 350003；3. 福建农林大学生命科学学院，福建 福州 350002）

0 引言

【研究意义】灵菌红素类（Prodiginines）是微生物源的三吡啶类红色次生代谢产物，具有抗菌、除藻、抗植物病原体以及其他重要的生物活性[1−4]，在医药、环境治理、纺织染料乃至化妆品等领域具有广阔的应用前景和市场价值。根据其烷基侧链的不同分为灵菌红素（prodigiosin，PG）、间环丙菌素（metacycloprodigiosin，MPG）、十一烷基灵菌红素（undecylprodigiosin，UPG）、壬烷基灵菌红素（nonylprodigiosin，NPG）、环丙烷灵菌红素（cycloprodigiosin，CPG）等。其中PG是该类色素的典型代表之一，主要出现在微生物生长的后期[5]，是一种暗红色的粉末，不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂[6]。作为灵菌红素家族中的一员，PG主要是沙雷氏菌属、放线菌属、假单胞菌属、海洋类细菌等的次生代谢产物[7]，其中黏质沙雷氏菌（Serratia marcescens）所产生的PG生物活性较好，因此被作为生产PG的模式菌株[8]。研究发现，该菌合成灵菌红素对温度有较为严格的要求，在温度高于37 ℃以及低于20 ℃时色素合成被完全抑制[9]，28 ℃为其生产灵菌红素的最佳温度[10]，但其受温度调控的机制尚不明确。【前人研究进展】黏质沙雷氏菌合成PG是由两个复杂的分叉途径共同完成的，而这两个分叉途径已被阐明。这两个分支合成了两个前体物质，分别是2-甲基-3-n-戊基吡咯（MAP）和4-甲氧基-2,2′-双吡咯-5-甲醛（MBC），再由MAP和MBC的缩合生成PG[11]。灵菌红素生物合成途径由pig基因簇基……