导读:本文包含了海洋元基因组论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:中科院海洋所,基因组
海洋元基因组论文文献综述
[1]（2019）在《中科院海洋所获得国际首个对虾基因组参考图谱》一文中研究指出日前,由中科院海洋研究所相建海和李富花研究组主导,与国内外多家单位共同合作,历时十年成功破译了凡纳滨对虾基因组"密码",获得了世界首个高质量对虾基因组参考图谱,该成果为实现南美白对虾全基因组育种打下了坚实的基础。(本文来源于《农业科技与信息》期刊2019年14期）
陈亮宇[2]（2019）在《光对海洋放线菌代谢物合成的影响及关键菌株基因组挖掘》一文中研究指出由于海洋环境的特殊性,海洋放线菌可能具有独特的代谢特征,其合成的次生代谢物是多种新天然产物和活性物质的重要来源,因此,利用海洋放线菌生产次生代谢物得到了国内外研究者的广泛关注。已知多种环境条件可影响放线菌合成次生代谢物,但是光照的作用到目前为止研究很有限。基于分子网络策略的质谱分析平台GNPS(Global Natural Product Social Molecular Networking)可用于在高效液相质谱检测大量样品后快速筛选到目标产物或排除重复发现的物质,并且有助于发现并鉴定已知化合物的新颖类似物。另一方面,利用基因组挖掘可加速新天然产物的发现,但目前对海洋放线菌基因组挖掘的研究还比较有限。基因组测序技术的快速发展使微生物天然产物的生物合成基因信息更易获得,并深入开发微生物的生物合成潜力,但是利用基因信息快速确定和分离鉴定预测的化合物仍然存在挑战。因此,结合GNPS平台和基因组挖掘技术可有助于加速研究和开发海洋放线菌天然产物的生物合成潜力。本文首先利用高效液相质谱技术结合GNPS分子网络分析平台,研究了光照和黑暗条件下63株海洋放线菌次生代谢物的合成情况。结果表明,光照对放线菌也长和代谢产物的合成具有不同程度的影响。一些菌株的菌落形态以及孢子产生量在光照和黑暗条件具有差异。不同放线菌光/暗条件下的代谢产物都有所不同,大多数海洋放线菌在光照条件下产生特殊化合物,只有少数海洋放线菌在黑暗条件下产生较多特定化合物。同时发现不同海洋放线菌受光照的影响程度不同,海洋放线菌如L036、S077和L014能在光照条件下产生超过40个特定化合物,而有的菌株如L064则没有特定化合物产生。此外,部分海洋放线菌如L159和S092在黑暗条件下比在光照条件下能产生更多的代谢物。对光照和黑暗条件下的化合物进行分析,大多数化合物为环状化合物,包括环肽类,如表面活性肽、piperazimycin和surugamide,以及大环内脂类(如巴佛洛霉素)等化合物,且相对较多的化合物会只在有光条件下检测到。这些光照条件下合成的化合物大多都具有抗菌生物活性,且都具有一定转运离子或者营养物质的功能。因此推测,光照条件下这些代谢物的产生可能有利于富集更多营养支持生长。此外,美达霉素、放线菌紫素和链玉红菌素都为色素类化合物,这些光吸收化合物能减少光胁迫,也可能将光能转化为海洋放线菌可以利用的化学能。以上研究发现个别菌株具有生产多种化合物的潜力,其中海洋链霉菌菌株DUT11、S063和星海链霉菌Streptomyces xinghaiensis NRRL B-24674T(菌株S187)的发酵液具有较好的抗补体活性,可用于开发药物治疗多种由于免疫系统过度激活引起的疾病。此外,海洋烷源戈登氏菌Gordonial alkanivorans S104具有良好的色素生产能力。因此,本文进一步利用基因组挖掘和GNPS平台对这些关键海洋放线菌菌株合成次生代谢物进行了研究。通过Streptomy,cessp.DUT11基因组挖掘和GNPS提供的质谱比对信息,鉴定了美达霉素(medermycin)、无活菌素(nonactin)及衣霉素(tunicamycin)类化合物,并发现前两者存在新的结构类似物。对菌株S063进行基因组测序,获得了完整的基因组,进一步敲除了 4个非核糖体多糖类抗生素的生物合成基因簇后获得的突变体抗补体活性没有变化,说明这4个基因簇与抗补体活性物质的合成无相关性。对海洋烷源戈登氏菌S104基因组进行分析,结合基因簇信息,验证了光对其色素合成的影响,基因组信息的挖掘也证明了该菌为具有海洋适应性的新颖海洋放线菌。最后,利用基因组挖掘对星海链霉菌S187的抗补体活性物质生物合成基因簇进行了研究,发现该菌株基因组存在一个糖肽类化合物基因簇nrps1,该基因簇与已知抗补体活性物质complestatin合成基因簇相似性很高,但多出两个基因sinPS和sinAS,同时推测核心肽上少一个甲基修饰。敲除前体合成基因sinPD,所获得的突变体抗补体活性消失,从而确定基因簇nrps1的产物与S187合成抗补体活性物质相关。本论文结合分子网络策略GNPS分析平台和基因组挖掘,对光照条件下海洋放线菌生成的次生代谢物进行了研究,发现了新的类似物,并确定了星海链霉菌合成抗补体活性物质的生物合成基因簇,所取得的结果为进一步开发利用海洋放线菌生产活性物质提供了借鉴。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-01-08）
方志锴,江红,林风,连云阳[3]（2018）在《海洋青铜小单孢菌FIM 02-523全基因组测序及分析》一文中研究指出青铜小单孢菌(Micromonospora chalcea, M. chalcea)FIM 02-523能够合成对乏氧肿瘤细胞、艰难梭菌等具有活性的环脂肽类化合物rakicidins。利用Illumina HiSeq高通量测序平台,本研究首次对M. chalcea FIM 02-523进行全基因组测序,得到总长约6.74Mb的序列信息。分析表明基因组GC含量为72.89%,包含了6167个蛋白编码序列。利用AntiSMASH预测基因组中存在19个生物合成基因簇。结合PKS/NRPS生物合成特征和rakicidins化学结构特点,定位到了rakicidins的生物合成基因簇,并初步推测其生物合成途径。研究为M. chalcea FIM 02-523的功能基因组学研究和代谢调控提供了理论基础。(本文来源于《中国抗生素杂志》期刊2018年11期）
陆友云,薛明,李志桦,温崇庆[4]（2018）在《海洋蛭弧菌DA5全基因组测序及序列分析》一文中研究指出为深入挖掘和利用海洋蛭弧菌及其基因资源,本研究利用IlluminaHiSeq测序平台对一株属于嗜盐噬菌弧菌(Halobacteriovorax)的海洋蛭弧菌DA5进行了全基因组测序,对基因组进行组装、基因预测和功能注释,并与其他8株蛭弧菌进行了比较基因组分析。结果显示:DA5基因组大小为3.27Mb, GC含量为36.5%,预测编码基因3175个。在DA5基因组中注释到303个基因具有直系同源蛋白簇分类,与代谢通路相关基因1239个。比较基因组分析表明:DA5符合海洋蛭弧菌基因组的基本特征,与其他8株蛭弧菌共有467个同源基因家族,而DA5特有基因为266个。DA5中与细胞运动相关基因62个,其中编码甲基受体趋化蛋白、鞭毛蛋白、鞭毛马达及其开关蛋白基因均与嗜盐噬菌弧菌BAL6_X的对应基因亲缘关系最近。对DA5全基因组序列的注释和功能分析,为深入研究其捕食特性和作用机制,并更有效地利用其防控海水养殖细菌病害提供了基础。(本文来源于《热带海洋学报》期刊2018年06期）
高新炜,陆萍,毛相朝[5]（2018）在《海洋宏基因组文库中新型酯酶的挖掘及其在游离全反式虾青素生产中的应用》一文中研究指出虾青素(Astanthin)作为已知最强的天然抗氧化剂,具有多种营养活性,在食品、水产养殖、医药及化妆品等行业具有良好的应用前景。从深海污泥宏基因组文库中,筛选得到一个具有良好热稳定性和耐碱性的新型酯酶(Est3-14)。其氨基酸序列与已报道蛋白氨基酸序列相比,最高相似度为51%,并确定Est3-14属于脂类水解酶第V家族。以雨生红球藻提取物作为底物,利用该新型酯酶可以高效催化制备游离全反式虾青素,在最佳条件下(0.5 mL无水乙醇,6 mL pH值为8.0的Tris-HCl缓冲液,0.5%(w/v)雨生红球藻油),在40℃下水解36h,虾青素酯的水解率可达99.3%,游离全反式虾青素的产率为200μg/mL,基本水解完全,产生副产物较少。成功构建了一条高效、绿色安全和经济地制备游离全反式虾青素的生物催化法。在相对温和的反应条件下绿色且经济地水解虾青素酯,与皂化法相比,获得了更纯的游离虾青素。较于其他脂肪酶法更加简便,节省了大量的时间并降低了成本。制备的游离虾青素与其他功能基团或者脂肪酸结合,有利于开发新的药物。(本文来源于《中国食品科学技术学会第十五届年会论文摘要集》期刊2018-11-07）
王阿楠[6]（2018）在《海洋异养细菌噬菌体的分离及基因组、蛋白组分析》一文中研究指出微型生物则是海洋中数量最大个体却最小的生命群体,海洋微型生物在地球上存在了数十亿年,漫长的时间里,海洋微型生物贡献着庞大的生物量及生产力,联系着生命和非生命系统,在驱动生物地球化学循环中发挥着关键作用。海洋浮游病毒与浮游植物,浮游动物以及浮游细菌一起构成了完整的浮游生物群落,海洋病毒则是其中数量最多生命粒子,生物量仅次于原核生物,对于海洋病毒的研究始于二十世纪六十年代,但直到九十年代其巨大的数量,重要的生态作用及地位才被人们认知,成为海洋生态学前沿研究热点之一,越来越多的研究表明海洋中噬菌体的种类的多样性远远超出我们之前的认知。本论文选取分布广泛、环境适应性强的的典型海洋异养菌群Alteromonas(交替单胞菌),Roseobacter(玫瑰杆菌),Eythrobacter(赤杆菌)的代表菌株为宿主进行噬菌体的分离、生理生化性质研究以及基因组、蛋白组分析。主要结果如下:以Alteromonas(交替单胞菌)属两株具有代表性的不同生态型细菌为宿主进行噬菌体的分离和性质研究。Alteromonas macleodiiATCC 27126为全球表层海域代表性的“表层生态型”菌株;Alteromonas AltDE为南亚得里亚海1000m的深水层中分离得到的“深海生态型”菌株。本文成功分离到一株新的以Alteromonas macleodii ATCC 27126为宿主的长尾噬菌体RAV6062以及两株以AlteromonasAltDE为宿主的无尾噬菌体,并对RAV6062进行了生理参数的测定全基因组分析。研究证明RAV6062具有正二十面体的头部和长的不可伸缩的尾巴,对氯仿不敏感,可侵染其他与宿主进化关系相近的菌株,基因组测序结果显示RAV6062全基因组长度为42722bp,GC含量为54.72%,全基因组比对表明RAV6062属于比较新型的噬菌体,在73个编码蛋白的基因中,注释了 28个功能基因,其中除尾部、头部结构蛋白外,还具有关于噬菌体复制的相关编码基因,其中ORF4,ORF5,ORF6是叁个与Vibriophage相近的DNA聚合酶编码基因,同种属噬菌体vB_AspP-H4/4的基因组对比结果中也发现同源性高的尾部结构编码基因。根据噬菌体形态多样性,选取Dinoroseobacter shibae DFL12T以及Erythrobacter.litoralis DSM 8509及Erythrobacter sp.JL475 等 3 株细菌的 8 株噬菌体进行了全蛋白组的研究,每株噬菌体约鉴定得出16～35个功能蛋白,通过丰度的对比发现不同噬菌体的蛋白组成具有一致性,蛋白组结果显示噬菌体主要由尾部组装,噬菌体尾部蛋白,尾管蛋白,尾部纤维蛋白,头尾连接蛋白,主要衣壳蛋白,次要衣壳蛋白,头部形态相关蛋白,头部装饰蛋白及其他结构蛋白构成,参与噬菌体复制及代谢的相关酶类主要有单链DNA结合酶,DNA聚合酶,D-alanyl-D-丙氨酸羧化酶,RNA聚合酶,核糖核酸酶,终止酶等。其中结构蛋白的相对丰度均在60%以上,其中主要衣壳蛋白含量最高,占比约30%～70%,其次是通道蛋白及尾部蛋白,占比2%～10%之间,DNA复制及调节生命活动的酶类占比非常少,绝大多数不足1%。(本文来源于《厦门大学》期刊2018-06-30）
王冕[7]（2018）在《基因组分析导向发现海洋链霉菌IMB3-202产生的吲哚咔唑生物碱》一文中研究指出耐药细菌的不断出现与传播,使得感染性疾病的临床治疗面临巨大挑战,研制新型抗耐药菌的药物迫在眉睫。传统的从土壤放线菌中发现新结构抗生素的几率日趋下降,而海洋微生物中一系列结构新颖的先导化合物的发现,使海洋放线菌引起了广泛的关注。基因组测序技术的进步使得从基因水平上预测微生物次级代谢产物的结构成为可能。因此,基于基因组序列分析、发现海洋放线菌中新活性天然产物成为近年的研究热点。本研究是以基因组分析为导向,预测一株海洋来源的放线菌—链霉菌(Streptomyces sp.)IMB3-202的次级代谢产物,并对其进行分离、纯化和结构鉴定,以期获得新型的抗耐药菌活性化合物。利用AntiSMASH3.0对菌株基因组进行生物信息学分析,发现其基因组中,存在一条与吲哚咔唑类化合物生物合成基因相似的基因簇,提示该菌株具有产生吲哚咔唑化合物的潜能;对菌株IMB3-202的发酵培养基和发酵条件进行优化,确定了其最佳培养条件;采用多种色谱方法对发酵产物进行系统的分离纯化,从中分离纯化得到4个吲哚咔唑类化合物(1～4);利用UV、IR、MS、1D和2DNMR等波谱方法进行结构鉴定,其结构分别确定为星形孢菌素(1)、3'-O-去甲基星形孢菌素(2)、holyrineA(3)和K252c()。抗菌活性筛选表明,星形孢菌素(1)对铜绿假单胞菌敏感株(11)具有抗菌活性,最低抑菌浓度(MIC)值为64μg/ml,对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌以及白色念珠菌均具有微弱的抗菌活性,最低抑菌浓度(MIC)值为128μg/mL;对铜绿假单胞菌ATCC 27853,多重耐药摩氏摩根菌KL-225,肺炎克雷伯杆菌,大肠杆菌等没有表现出抑制活性,MIC值>256μg/mL。化合物1～3对人宫颈癌Hela细胞、结肠癌HCT116和乳腺癌MCF-7等肿瘤细胞显示出较强的抑制活性,IC50值为0.75～1192.8nM,表明此类化合物具有成为抗肿瘤药物的潜力。将海洋链霉菌Streptomyces sp.IMB3-202与其他50株海洋链霉菌、2株真菌、6株致病菌进行共培养,探索能否激活沉默基因表达而产生新的代谢产物。结果表明,菌株IMB3-202与4株其它海洋链霉菌共培养后,能够产生明显不同于纯培养条件下不同的产物。(本文来源于《北京协和医学院》期刊2018-06-01）
杜光迅[8]（2018）在《杀大菱鲆病原性盾纤毛虫海洋菌株YCSC6的鉴定及其基因组、转录组和代谢组分析》一文中研究指出大菱鲆(Scophthalmus maximus)人工养殖是我国海水养殖的重要支柱产业之一。然而,随着其规模的迅猛发展,各种养殖疾病接踵而至,由盾纤毛虫等引起的寄生虫病是其中危害严重的疾病之一。为防治盾纤毛虫病,开发新型的生物杀虫剂具有十分广阔的应用前景。海洋微生物可产生结构独特、活性多样且不同于陆地来源的代谢产物,其中某些代谢产物可作为杀虫制剂。本研究从近海微生物菌种资源库中筛选获得了一株有杀盾纤毛虫效果的细菌,并对其开展了杀虫能力、遗传背景的研究,主要研究成果如下:1.对采自莱州大菱鲆养殖场的11条典型病鱼进行了病理学观察。组织切片显示,病鱼皮肤、鳍、鳃、肝脏、肠及脑中均检出病原性纤毛虫。对分离自病鱼脑部的纤毛虫进行形态及分子鉴定,确定其为海洋尾丝虫(Uronema marinum)。感染实验证实海洋尾丝虫可感染大菱鲆,并引起大菱鲆盾纤毛虫病。2.对筛选获得的有杀盾纤毛虫效果的细菌进行鉴定,利用形态学和分子生物学方法鉴定该菌为肋生盐弧菌(Salinivibrio costicola subsp.)。通过共培养实验进行YCSC6杀灭大菱鲆病原性盾纤毛虫的药效活性实验,同时利用光学显微镜和扫描电镜观察记录YCSC6的杀虫特征。结果发现海洋细菌YCSC6发酵上清液可导致盾纤毛虫膜出现穿孔,膜完整性丧失从而裂解。在一定时间范围内,发酵液发酵时间越长,裂解能力则越强。3.为了进一步研究海洋细菌YCSC6的杀虫机制和次生代谢产物生物合成基因簇,我们对该菌株进行了全基因组测序,通过基因组组装、基因预测、功能注释以及总次生代谢物生物合成基因簇预测,为后期转录组及代谢组分析奠定了基础。结果显示,YCSC6全基因组大小为3.87Mb,共预测得到3896个基因。该基因组含两个环形染色体,长序列(scf7180000000004)为基因组序列,平均GC含量为50.03%,短序列(scf7180000000005)为质粒,平均GC含量为48.80%,预测到21个次生代谢产物生物合成基因簇,相关功能基因18个,主要分为叁大类:膜绑定溶胞壁质转糖酶,他体细胞溶解,磷脂酶活性。该基因组GenBank注册号为NHNL00000000,本文所介绍版本为NHNL01000000。4.在得到海洋细菌YCSC6全基因组的基础上,本研究对不同培养时间的海洋细菌YCSC6转录组及代谢组进行了分析,通过不同组间转录组和代谢组的比较,预测到大量差异表达基因及差异代谢物。代谢组鉴定到的物质数目为1129,无法定性的物质数目为16814。经比对,筛选出84种具有功能描述的显着上调差异代谢物,后期可通过实验验证这些物质的杀虫及膜裂解活性。样品表达模式分析显示,在转录组和代谢组中分别有一组模块表达模式与目的产物的作用模式效果重合,均在48h后逐渐高表达,目的产物可能存在于其中。后期将重点分析差异基因及差异代谢物,以期找到杀虫基因及其代谢通路,为杀大菱鲆病原性盾纤毛虫开发安全、高效的药剂。(本文来源于《国家海洋局第一海洋研究所》期刊2018-06-01）
胡杰伟[9]（2018）在《海洋生物基因组数据库中新型降钙素序列挖掘、优化与功能验证》一文中研究指出背景:我国已逐步进入老年社会,骨质疏松症是老年人尤其是中老年妇女的常见病,尽管降钙素是临床上用来治疗骨质疏松症的有效药物,但其也存在着诸如成本高、半衰期较短、免疫原性高等问题。因此,发掘更高效的降钙素具有重要临床意义。目的:通过对多种新型海洋来源的降钙素基因序列进行序列对比、进化树分析、活性检测,发现高效新型降钙素,为临床应用奠定基础;建立高通量挖掘验证活性多肽的技术平台,为发现新功能多肽提供技术储备。内容:1、利用生物信息学方法从海洋生物基因组数据库中挖掘不同物种的降钙素序列。2、分析各降钙素序列差异、化学合成、质谱分析及活性验证。3、总结活性规律,并在此基础上设计优化新的降钙素序列及功能验证。4、通过对降钙素的研究初步建立海洋生物活性多肽的筛选平台。方法:1、利用鲑鱼降钙素序列进行BLAST获得其他物种的降钙素序列,由两部分组成:NCBI非冗余蛋白库和华大基因水生生物基因组数据库。2、通过clustal omega软件进行序列比对,结合物种选取具有代表性的序列使用MEGA7软件构建进化树。3、根据进化树结果,结合物种分类选择包括鲑鱼降钙素在内的13条序列进行化学合成。4、按照中国药典标准降钙素活性检定方法,对化学合成的13条降钙素在SD大鼠模型上进行活性验证。5、对包括鲑鱼降钙素在内的13条序列进行CD谱分析,使用Prot Param工具对各降钙素序列的各种理化性质进行计算,如等电点、GRAVY值、预计半衰期等;使用Heli Quest分析各降钙素序列的氨基酸组成比例、疏水性等。应用Swiss-Model、Swiss-Pdb Viewer、PEP-FOLD等软件对各降钙素序列的空间结构进行评估、预测。6、根据降钙素活性结果和序列、空间特点,总结活性规律。并在此基础上计算机辅助设计优化新的降钙素序列。7、设计降钙素序列的化学合成。8、按照中国药典标准降钙素活性检定方法,对化学合成的6条降钙素在SD大鼠模型上进行活性验证。9、用ELISA法初步分析设计降钙素序列的半衰期。10、用ELISA法初步分析设计降钙素序列的免疫原性。结果:1、利用鲑鱼降钙素序列进行BLAST获得其他物种的降钙素序列,分析各物种降钙素序列,共得到来自软骨鱼纲,辐鳍鱼纲,两栖纲,蜥形纲(鸟纲),合弓纲(哺乳纲)64种降钙素。2、通过序列比对和聚类,选取26种(条)具有代表性的降钙素序列构建进化树。3、根据进化树结果,结合物种分类选择包括鲑鱼降钙素和人降钙素在内的13条序列进行化学合成。4、对化学合成的13条降钙素在SD大鼠上进行活性验证,其中4种降钙素活性比鲑鱼降钙素活性高30%,3种与鲑鱼降钙素相当,4种比鲑鱼降钙素低。5、CD谱分析表明这11条天然降钙素二级结构与鲑鱼降钙素相似。6、软件分析表明活性较高的降钙素序列通常具有较高的亲水性。提示可能与降钙素整体“柔性”有关。7、序列对比分析发现16位或22位的苯丙氨酸/异亮氨酸的出现会显着影响降钙素序列活性。提示可能影响α螺旋的稳定与C端的折迭。8、结合前述这些结果,计算机辅助优化设计了6条降钙素序列。9、对这6条新设计的降钙素序列(CT-01~06)在SD大鼠上进行活性验证,其中2种活性比鲑鱼降钙素活性高50%,1种比鲑鱼降钙素高30%,3种比鲑鱼降钙素低。10、用ELISA法初步分析了CT-01、CT-04、CT-06这3条序列在SD大鼠体内的半衰期,发现与鲑鱼降钙素相当。11、用ELISA法初步分析了CT-01、CT-04、CT-06这3条序列在C57小鼠动物模型上的免疫原性,发现比鲑鱼降钙素低。结论:1、通过对天然海洋生物降钙素的活性检测,发现了Mdo、Oan、Gga、Cau 4种序列活性比鲑鱼降钙素活性高30%,Tni、Pbi、Loc 3种序列与鲑鱼降钙素相当,Cmi、Spa、Bpe、Hip 4种序列比鲑鱼降钙素低。2、通过总结降钙素活性规律,最终优化设计得到3条活性较高、半衰期长、免疫原性低的降钙素序列。3、课题组通过对降钙素的研究,初步建立了高通量挖掘验证活性多肽的技术平台。(本文来源于《中国人民解放军海军军医大学》期刊2018-05-01）
甘茂罗,吴春彦,胡媛媛,王冕,李娇[10]（2017）在《海洋链霉IMB7-145基因组挖掘新结构尼菲霉素的发现与立体构型确定》一文中研究指出近年来,基因组挖掘在微生物天然产物发现研究中得到广泛的应用,成为微生物天然产物新结构发现的重要手段。利用antiSMASH对海洋链霉菌IMB7-145基因组序列,进行次级代谢生物合成基因生物信息学分析,发现其基因组含有7条不同的Ⅰ型聚酮合酶(PKS)生物合成基因簇。其中1条PKS基因与阿扎霉素(azalomycin)F的生物合成基因具有较高同源性,73%的基因相似。进一步分析PKS基因各模块组成和结构域功能,推测该PKS基因可能为尼菲霉素(niphimycin)的生物合成基因。根据基因PKS模块组成,提出了尼菲霉素生物合成途径假设。基于基因组生物信息学分析结果,利用14种培养基对菌株进行发酵,利用LC-MS对发酵产物进行分析,结果表明7种培养基发酵液中产生了尼菲霉素类化合物。通过进一步分离纯化研究,从M7培养基发酵液中分离得到6个尼菲霉素类化合物,其中新结构4个,命名为尼菲霉素C-E和17-O-甲基尼菲霉素。尼菲霉素类化合物的平面结构确定30多年以来,其立体构型至今没有完全解决。本研究通过波谱学分析(偶合常数J分析和Kishi碳谱数据法)解析了化合物的相对立体构型。聚酮合酶途径中,酮基还原酶(KR)和烯酰还原酶(ER)分别负责该类化合物生物合成过程中酮基和双键的立体选择性还原,从而生成特定构型的羟基与甲基取代的手性中心。近年的生物合成研究表明,酮基还原酶和烯酰还原酶的特定氨基酸保守序列与其立体构型选择性密切相关。因此,本研究通过对尼菲霉素生物合成基因的酮基原酶和烯酰还原酶氨基酸序列进行生物信息学分析,首次确定了尼菲霉素类抗生素的全部手性中心的绝对构型。通过生物信息学分析确定的绝对构型与波谱学分析确定的相对构型一致,且与文献中经化学降解衍生化所确定的部分手性碳的绝对构型一致,进一步证实了基因分析结果的可靠性。部分新化合物显示出显着的抗MRSA和VRE、结核杆菌等阳性耐药菌活性(MIC:4-32μg/mL),以及抗肿瘤细胞毒活性(IC_(50):3.0-24.0μM)。本研究表明,基因组挖掘和生物信息学分析在微生物天然产物发现以及复杂天然产物立体构型确定中具有重要的导向作用。通过基因组挖掘,有望充分发掘微生物的次级代谢潜能,突破新结构微生物产物发现的瓶颈。(本文来源于《第十叁届全国抗生素学术会议论文集》期刊2017-11-22）
海洋元基因组论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
由于海洋环境的特殊性,海洋放线菌可能具有独特的代谢特征,其合成的次生代谢物是多种新天然产物和活性物质的重要来源,因此,利用海洋放线菌生产次生代谢物得到了国内外研究者的广泛关注。已知多种环境条件可影响放线菌合成次生代谢物,但是光照的作用到目前为止研究很有限。基于分子网络策略的质谱分析平台GNPS(Global Natural Product Social Molecular Networking)可用于在高效液相质谱检测大量样品后快速筛选到目标产物或排除重复发现的物质,并且有助于发现并鉴定已知化合物的新颖类似物。另一方面,利用基因组挖掘可加速新天然产物的发现,但目前对海洋放线菌基因组挖掘的研究还比较有限。基因组测序技术的快速发展使微生物天然产物的生物合成基因信息更易获得,并深入开发微生物的生物合成潜力,但是利用基因信息快速确定和分离鉴定预测的化合物仍然存在挑战。因此,结合GNPS平台和基因组挖掘技术可有助于加速研究和开发海洋放线菌天然产物的生物合成潜力。本文首先利用高效液相质谱技术结合GNPS分子网络分析平台,研究了光照和黑暗条件下63株海洋放线菌次生代谢物的合成情况。结果表明,光照对放线菌也长和代谢产物的合成具有不同程度的影响。一些菌株的菌落形态以及孢子产生量在光照和黑暗条件具有差异。不同放线菌光/暗条件下的代谢产物都有所不同,大多数海洋放线菌在光照条件下产生特殊化合物,只有少数海洋放线菌在黑暗条件下产生较多特定化合物。同时发现不同海洋放线菌受光照的影响程度不同,海洋放线菌如L036、S077和L014能在光照条件下产生超过40个特定化合物,而有的菌株如L064则没有特定化合物产生。此外,部分海洋放线菌如L159和S092在黑暗条件下比在光照条件下能产生更多的代谢物。对光照和黑暗条件下的化合物进行分析,大多数化合物为环状化合物,包括环肽类,如表面活性肽、piperazimycin和surugamide,以及大环内脂类(如巴佛洛霉素)等化合物,且相对较多的化合物会只在有光条件下检测到。这些光照条件下合成的化合物大多都具有抗菌生物活性,且都具有一定转运离子或者营养物质的功能。因此推测,光照条件下这些代谢物的产生可能有利于富集更多营养支持生长。此外,美达霉素、放线菌紫素和链玉红菌素都为色素类化合物,这些光吸收化合物能减少光胁迫,也可能将光能转化为海洋放线菌可以利用的化学能。以上研究发现个别菌株具有生产多种化合物的潜力,其中海洋链霉菌菌株DUT11、S063和星海链霉菌Streptomyces xinghaiensis NRRL B-24674T(菌株S187)的发酵液具有较好的抗补体活性,可用于开发药物治疗多种由于免疫系统过度激活引起的疾病。此外,海洋烷源戈登氏菌Gordonial alkanivorans S104具有良好的色素生产能力。因此,本文进一步利用基因组挖掘和GNPS平台对这些关键海洋放线菌菌株合成次生代谢物进行了研究。通过Streptomy,cessp.DUT11基因组挖掘和GNPS提供的质谱比对信息,鉴定了美达霉素(medermycin)、无活菌素(nonactin)及衣霉素(tunicamycin)类化合物,并发现前两者存在新的结构类似物。对菌株S063进行基因组测序,获得了完整的基因组,进一步敲除了 4个非核糖体多糖类抗生素的生物合成基因簇后获得的突变体抗补体活性没有变化,说明这4个基因簇与抗补体活性物质的合成无相关性。对海洋烷源戈登氏菌S104基因组进行分析,结合基因簇信息,验证了光对其色素合成的影响,基因组信息的挖掘也证明了该菌为具有海洋适应性的新颖海洋放线菌。最后,利用基因组挖掘对星海链霉菌S187的抗补体活性物质生物合成基因簇进行了研究,发现该菌株基因组存在一个糖肽类化合物基因簇nrps1,该基因簇与已知抗补体活性物质complestatin合成基因簇相似性很高,但多出两个基因sinPS和sinAS,同时推测核心肽上少一个甲基修饰。敲除前体合成基因sinPD,所获得的突变体抗补体活性消失,从而确定基因簇nrps1的产物与S187合成抗补体活性物质相关。本论文结合分子网络策略GNPS分析平台和基因组挖掘,对光照条件下海洋放线菌生成的次生代谢物进行了研究,发现了新的类似物,并确定了星海链霉菌合成抗补体活性物质的生物合成基因簇,所取得的结果为进一步开发利用海洋放线菌生产活性物质提供了借鉴。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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