1. 研究目的与意义
目的：构建溶杆菌素体外合成体系，试图阐明溶杆菌素代谢途径。
意义：为进一步利用溶杆菌素防治植物病害鉴定理论基础。
2. 国内外研究现状分析
我国已成功的利用枯草芽孢杆菌防治植物病害，然而在其分泌的溶杆菌素的结构鉴定和功能基因研究方面与国外存在一定差距（tsuge et al.，2001；moyne et al.，2004；陈 华 等，2008；gao et al.，2003）。国内只有少数枯草芽孢杆菌菌株产生脂肽类化物的结构被鉴定，如：b3菌株产surfactin同系物、ja菌株产iturinat同系物等 ；然而，对其遗传极致的研究更是鲜有报道。
枯草芽孢杆菌b-916是江苏农科院上世纪90年代与国际水稻研究所合成，分离获得的生防菌（陈志谊 等，1997），对小麦赤霉病、水稻纹枯病等都具有很好的防治效果。目前通过对生防枯草芽孢杆菌bs-916研究发现，其产生的脂肽类抗生素溶杆菌素具有强的抗真菌和对纹枯病的强抑制性。因此对bs-916进一步的遗传改造，有可能将其构建成为多种抗生素协同高效表达的基因工程生防菌。
鉴于溶杆菌素独特抑菌机制，溶杆菌素具有广谱抗菌活性，在医学和农业上具有潜在应用价值。然而，由于溶杆菌素毒力主要由敏感菌株转运肽能力及其毒性区域l-anticapsin对6-磷酸葡萄糖胺合成酶抑制活性共同决定，因此溶杆菌素对不同病原菌毒力不同。据报道，bacylisin已被成功用来抑制白色念珠菌（candida albicans）和防治火疫病（fireblight disease）。最近，江苏省农业科学院植物保护研究所生防研究组从生防枯草芽胞杆菌bs916中克隆到合成溶杆菌素基因簇，并对其合成途径中的关键基因实现了重组表达，并对表达产物的酶学性质和催化功能进行了深入研究。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：拟采用重组表达的蛋白质BacA、BacB、BacC、YwfG、YwfH、Ymet六个催化酶，以prephenate前体构建体外合成溶杆菌素催化体系，催化合成溶杆菌素结构类似物。
计划：将BacA、BacB、BacC、YwfG、YwfH、Ymet六个催化酶进行克隆表达。利用重组表达的产物以prephenate前体构建体外合成溶杆菌素催化体系，催化合成溶杆菌素结构类似物，试图阐明溶杆菌素代谢途径。
4. 研究创新点
印度科学院于2009年10月份在Journal Biological Chemistry杂志和美国哈佛大学2010年12月份在Biochemistry杂志分别发表了他们关于溶杆菌素关键酶的研究，阐明了BacA, BacB，YwfG和YwfH的功能，并体外合成了溶杆菌素的毒性区域anticapsin的结构类似物H4HPP，部分阐明了溶杆菌素合成的代谢途径。然而，关于BaC的功能确未研究清楚，如何进一步在化合物H4HPP基础上，利用体内酶催化实现单加氧和脱氢合成anticapsin的途径也不清楚。以及如何利用BacD，一种氨基酸链接酶，建立体外催化anticapsin和Ala合成二肽抗生素溶杆菌素也不清楚。鉴于以上研究现状和基础，江苏省农业科学院植物保护研究所生防研究组已进一步从生防枯草芽孢杆菌中克隆了单加氧酶Ywet，以及其电子传递链当中的两个辅酶FdR和FdX。希望建立体外催化合成溶杆菌素的体系，阐明溶杆菌素合成的代谢途径。
