目的 基于调控基因staR过表达构建星孢菌素高产菌株，并初步解析其高产机制。方法 以Streptomyces sp. FIM18-327为出发菌株，利用强启动子kasO*p分别构建staR，staO，staD过表达质粒，通过接合转移获得工程菌株；比较发酵产量与生理代谢差异，并采用RT-qPCR分析staR过表达对staA，staG，staO，staD转录水平的影响。结果 成功构建3株过表达工程菌FIM18-ST-R-03(staR)、FIM18-ST-O-11(staO)和FIM18-ST-D-16(staD)，其星孢菌素产量分别为1013，820和830 mg/L，较出发菌株(787 mg/L)提高28.7%，4.2%和5.5%。其中，FIM18-ST-R-03不仅生长速率显著加快，且甘油与还原糖消耗速率亦高于出发菌株；RT-qPCR结果显示，该菌株中staR，staA，staG，staO和staD相对表达量分别为出发菌株的1.14，1.63，2.13，2.06，2.13倍。结论 staR过表达可显著上调关键生物合成基因转录，提升菌体生长与还原糖利用效率，为星孢菌素高产菌株的代谢工程改造提供理论依据。

摘要：非核糖体多肽(non-ribosomal polypeptides, NRPs)是一类由非核糖体多肽合成酶(non-ribosomal peptide synthetases，NRPSs)多结构域、模块化、线性合成的一类天然活性产物，是抗生素药物的重要来源。NRPSs中的腺苷化(adenylation, A)结构域对底物选择的多样性决定了产物的多样化，进而决定了产物的活性。本研究基于现有A结构域序列，通过生物信息学、分子模拟手段揭示A结构域特异性识别底物氨基酸的机制。A结构域序列中存在59个通用的高度保守位点，其中特异性识别Ala的A结构域具有5个特异性保守位点，特异性识别Leu的A结构域具有8个特异性保守位点。特异性识别Ala、Leu的A结构域的结合口袋皆由268~271，290~293位氨基酸构成，特异性识别Ala的A结构域中第269Glu的羧基和290Asn的羧基与底物Ala形成氢键，特异性识别Leu的A结构域第268Gly和293Gly的氨基与底物Leu形成氢键。结合保守性分析，A结构域第268，269位氨基酸在特异性识别Ala、Leu过程中发挥关键作用。分子动力学模拟结果显示，特异性识别Ala、Leu腺苷化结构域及其结合口袋结构稳定，保守氨基酸波动小。本研究为定向改造非核糖体多肽、研发新型抗生素提供强有力的理论支撑。

摘要：目的 通过选育海南霉素高产菌株和优化发酵培养基，提高海南霉素的发酵产量。方法 将菌种进行航空搭载诱变并基于核糖体工程技术理论，进行菌株多重抗生素抗性筛选。以筛选到的高产菌为发酵菌株，对发酵培养基中的玉米淀粉、黄豆粉、鱼膏进行响应面优化实验。结果 摇瓶发酵筛选高产菌株FCD-Gen¹⁰Str¹⁶⁰-40，相较于出发菌株，该菌株摇瓶效价提升约54.9%，且遗传稳定性较好，连续传代4次，产量无明显下降。优化后的培养基50 L发酵罐分批补料发酵，海南霉素的效价为(9116±146.98) mg/L，较出发菌株提高27.4%。结论 基于航天诱变、核糖体工程联用的育种方法和响应面分析优化发酵培养基可以明显提高海南霉素的发酵产量，为海南霉素的工业化生产降本增效。