[發(fā)明專利]鹽霉素的生物合成基因簇及其應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110397282.X | 申請日： | 2011-12-02 |
| 公開（公告）號： | CN103131716A | 公開（公告）日： | 2013-06-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 白林泉;姜春艷;王后根 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海交通大學 |
| 主分類號： | C12N15/31 | 分類號： | C12N15/31;C12N15/52;C12N9/00;C12N15/63;C12N1/20;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12P17/18;C07K14/36;C12R1/47 |
| 代理公司： | 上海一平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266 | 代理人： | 祝蓮君;雷芳 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 霉素 生物 合成 基因 及其 應(yīng)用 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于微生物基因資源和基因工程領(lǐng)域，具體地，涉及鹽霉素的生物合成基因簇及其應(yīng)用。
背景技術(shù)
鹽霉素(salinomycin)屬于聚醚類抗生素(圖1)，是白色鏈霉菌XM211的發(fā)酵代謝產(chǎn)物，可以作為球蟲抑制藥和生長促進劑，因而被廣泛的應(yīng)用于畜牧業(yè)和家禽飼養(yǎng)業(yè)。
鹽霉素的作用機制通常被認為是：和病原微生物及球蟲細胞外的陽離子，尤其是K+和Na+形成絡(luò)合物，然后再通過細菌或細胞膜上的“膜轉(zhuǎn)運蛋白”不斷將陽離子送入細胞內(nèi)，破壞細胞膜內(nèi)外的離子平衡，使細胞失活，達到抗球蟲的目的。最新研究還發(fā)現(xiàn)，鹽霉素能夠高效抑制上皮腫瘤干細胞，其活性為目前臨床上使用的紫杉醇的100倍(Gupta，P.B.et?al，Cell?138：645-59)。
雖然鹽霉素具有優(yōu)異的活性，但是由于其具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，使得單純利用全合成的方法進行改造步驟繁多，實際生產(chǎn)成本過高。近年來隨著基因組學和蛋白質(zhì)組學的深入研究以及新型生物技術(shù)的快速發(fā)展，使我們利用微生物作為“細胞工廠”，通過遺傳控制來大量合成具有良好生物活性和新型作用機制的天然產(chǎn)物及其類似物成為可能。這也為我們在微生物體內(nèi)獲得所需要的鹽霉素提供了一條新的思路。
與鹽霉素結(jié)構(gòu)相類似的抗生素莫能霉素(monensin)，南昌霉素(nanchangmycin)，拉沙里菌素(lasalocid)等的生物合成基因簇已被克隆，然而關(guān)于鹽霉素的生物合成途徑至今尚未闡明，
因此我們以微生物來源的鹽霉素為目標分子，從克隆鹽霉素的生物合成基因簇出發(fā)，采用微生物學、分子生物學、生物化學以及有機化學相結(jié)合的方法來研究其生物合成，闡明其生物合成途徑及調(diào)節(jié)機制，在此基礎(chǔ)上運用代謝工程的原理，合理修飾鹽霉素的生物合成途徑，探索生物利用度更好、并能通過微生物發(fā)酵大量生產(chǎn)的藥物。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一類白色鏈霉菌產(chǎn)生的具有良好抗球蟲活性的抗生素-鹽霉素(salinomycin)的生物合成基因簇的克隆、測序、分析、功能研究及其應(yīng)用。
在本發(fā)明的第一方面，提供了一種鹽霉素的生物合成基因簇，所述基因簇包括編碼鹽霉素生物合成所涉及的30個基因，具體為：
1)負責鹽霉素生物合成的基因，即slnA1，slnA2，slnA3，slnA4，slnA5，slnA6，slnA6，slnA7，slnA8，slnA9，slnBI，slnBII，slnBIII，slnC，slnDI，slnDII，slnE，slnF；共17個基因：
slnA1位于基因簇核苷酸序列第13658～28435位，編碼典型的I型聚酮合酶，長度為4925個氨基酸；
slnA2位于基因簇核苷酸序列第28468～40221位，編碼典型的I型聚酮合酶，長度為3917個氨基酸；
slnA3位于基因簇核苷酸序列第40244～48322位，編碼典型的I型聚酮合酶，長度為2692個氨基酸；
slnA4位于基因簇核苷酸序列第48450～53378位，編碼典型的I型聚酮合酶，長度為1642個氨基酸；
slnA5位于基因簇核苷酸序列第53431～64683位，編碼典型的I型聚酮合酶，長度為3750個氨基酸；
slnA6位于基因簇核苷酸序列第64789～69105位，編碼典型的I型聚酮合酶，長度為1435個氨基酸；
slnA7位于基因簇核苷酸序列第69148～74082位，編碼典型的I型聚酮合酶，長度為1644個氨基酸；
slnA8位于基因簇核苷酸序列第74150～85324位，編碼典型的I型聚酮合酶，長度為3724個氨基酸；
slnA9位于基因簇核苷酸序列第85352～92290位，編碼典型的I型聚酮合酶，長度為2312個氨基酸；
slnBI位于基因簇核苷酸序列第92379～92765位，編碼環(huán)氧化水解酶，長度為128個氨基酸；
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