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第一章 抗生素产生菌的菌种 1

第一节 抗生素产生菌的主要分类 1

一、放线菌 1

二、真菌 1

三、细菌 2

四、动物或昆虫 5

五、海洋微生物 8

六、极端微生物 18

第二节 抗生素产生菌的培养 19

一、链霉菌的形态生活史 19

二、链霉菌形态发育的分子生物学 22

三、放线菌／链霉菌的营养要求 24

四、放线菌在固体培养基上的培养特征 24

五、固体培养基的设计与选择 25

参考文献 25

第二章 抗生素产生菌菌种优化的理论与方法 26

第一节 自然选育 27

一、菌种自然选育的方法 27

二、自然选育的操作过程 28

第二节 诱变育种 29

一、诱变因子的作用机理 29

二、诱变因子的使用方法 32

三、诱变育种的新技术 34

四、特定目的的诱变育种——抗噬菌体菌株的诱变 36

五、诱变育种的分子生物学基础——DNA损伤差错修复机制 37

第三节 理性化诱变育种 38

一、途径工程育种 39

二、抗生素生物合成限速阶段酶基因的操作 43

三、调节基因的操作 44

四、转座子的操作 45

五、提高有效组分的理性化筛选 46

六、核糖体工程育种 48

七、抗性调节育种 50

八、生理代谢调节变株 53

第四节 菌种基因突变的分析与定位 53

一、基因多态性分析 53

二、DNA芯片 54

参考文献 54

第三章 抗生素发酵工程 55

第一节 抗生素发酵原理 55

第二节 种子培养过程 57

一、菌种制备 57

二、种子培养 58

第三节 发酵培养基的设计 59

一、发酵培养基的组成要素 59

二、发酵培养基配方的设计及优化 63

第四节 发酵过程参数控制 70

一、发酵参数 70

二、发酵参数的控制 72

参考文献 77

第四章 抗生素产生菌的生理代谢 78

第一节 碳源代谢 78

一、葡萄糖分解代谢途径 78

二、碳源分解代谢的阻遏 79

第二节 氮源代谢 81

一、链霉菌中氮源的矿物质来源 81

二、链霉菌中肽及蛋白质的利用 82

三、链霉菌中的氨基酸通透酶 82

四、链霉菌氨基酸的合成与分解代谢 83

五、氮源分解代谢的调控 88

六、链霉菌氨基酸合成的调控 91

第三节 磷酸盐代谢 93

一、链霉菌中磷酸盐调控的双组分PhoR-PhoP系统 93

二、链霉菌中其他参与磷酸盐调控的基因 93

第四节 核苷酸代谢 94

一、核苷酸的分解 94

二、核苷酸的合成 94

第五节 脂代谢 96

一、脂类的合成 96

二、脂类的分解 98

第六节 核开关——一个新的基因调控元件 99

参考文献 100

第五章 抗生素生物合成及其遗传学 101

第一节 抗生素构造单位的来源——生源 102

一、聚酮体 103

二、异戊二烯类 103

三、糖类和氨基糖 104

四、氨基酸 104

五、3-氨基-5-羟基苯甲酸 106

六、环多醇 107

七、核苷类 107

第二节 主要类群抗生素的生物合成及分子生物学 109

一、多肽类抗生素 109

二、聚酮类抗生素 133

三、聚酮与非核糖体多肽复合型合酶共同介导合成的抗生素 183

四、寡糖类抗生素及糖基化酶在抗生素生物合成中的作用 189

五、氨基糖苷类抗生素 197

六、核苷类抗生素 212

七、氨基香豆素类抗生素 217

八、异戊二烯类抗生素 223

九、林可霉素类抗生素 226

参考文献 228

第六章 抗生素产生菌次级代谢调控及其分子机制 229

第一节 抗生素生物合成全局性调控 230

一、生长速率及多磷酸化核苷酸ppGpp的调控 230

二、sigma因子 231

三、营养代谢的调节 232

四、反馈调节 235

五、诱导调节 236

六、腺苷甲硫氨酸（SAM）的调节 241

七、细胞通透性的调节 242

八、金属离子的调节 242

九、热休克反应 242

十、抗生素生物合成全局性调控基因 242

第二节 抗生素生物合成的多效性调控 247

一、链霉菌形态发育分化和抗生素生物合成的多效性调控 247

二、多种途径抗生素生物合成的多效性调控 247

第三节 抗生素生物合成途径特异性调控 247

一、抗生素生物合成途径特异性调控蛋白 247

二、各类抗生素生物合成途径的特异性调控 249

第四节 链霉菌次级代谢基因转录调控 253

一、链霉菌基因转录的特点 253

二、链霉菌启动子域的特点 257

第五节 调节基因的研究方法 261

一、小分子诱导物的分离鉴定 261

二、启动子区及活性分析 261

三、基因表达的时空性 262

四、基因转录的起始位点 263

五、调节蛋白与DNA的相互作用 263

参考文献 264

第七章 抗生素生物合成基因组合创制新抗生素或其先导化合物 265

第一节 组合生物合成的分类 267

一、突变组合生物合成 267

二、前体导向生物合成 276

三、基因组合生物合成 281

第二节 基因组合生物合成的原理及其应用 283

一、聚酮合酶（PKS）Ⅰ型 283

二、聚酮合酶（PKS）Ⅱ型 300

三、聚酮合酶（PKS）Ⅲ型 307

四、非核糖体肽合酶 309

五、后修饰酶在组合生物合成中的应用 315

第三节 异源基因表达组合生物合成 336

一、宏基因组在组合生物合成中的应用 337

二、异源基因表达宿主系统 342

三、异源基因表达载体系统 344

四、抗生素生物合成基因簇的异源基因表达 346

五、异源基因表达的组合生物合成 349

六、组合生物合成研究存在的问题及展望 360

参考文献 361

附录 362

一、放线菌培养常用培养基 362

二、几种培养基常用有机氮源的成分分析 364

三、链霉菌菌种研究常用技术与方法 368