[發明專利]arylomycins A生物合成基因簇

無效

• 申請號: 201110422201.7
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN103160521A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 靳旭;饒敏;魏維;戈梅;朱麗;陳玲玲;萬明玉
• 申請（專利權）人: 上海來益生物藥物研究開發中心有限責任公司;上海交通大學
• 主分類號: C12N15/52
• 分類號: C12N15/52;C12N15/53;C12N15/54;C12N15/31;C12R1/465
• 代理公司: 上海華工專利事務所 31104
• 代理人: 應云平

技術領域

本發明屬于微生物基因工程領域，具體地說，是關于抗生素arylomycins?A的生物合成基因簇。?

背景技術

隨著致病菌耐藥性問題的日益嚴峻，臨床上對新抗生素的需求也顯得更為迫切。為了應對這一局面，人們一方面對已有抗生素進行改造，另一方面也加快了新型抗生素篩選的步伐。Alexandra?等在2002年從Streptomyces?sp.Tü6075分離得到了兩組脂肽類化合物arylomycins，包括arylomycins?A和arylomycins?B(Schimana，Gebhardt?et?al.2002)。它們都屬于六肽化合物，含有相同肽鏈(D-Me-Ser-D-Ala-Gly-L-Me-Hpg-L-Ala-L-Tyr)，不同的是，arylomycins?B中的Tyr含有-NO₂取代基。最近，我們從Streptomyces?parvus?CGMCC?No.4027的發酵液中分離到了arylomycin?A2和arylomycin?A4，結構如圖1所示。?

2004年，Mark?Paetzel等獲得了arylomycin?A2與Escherichia?coli?I型信號肽酶結合復合物?分辨率的晶體結構，研究發現arylomycin?A2的C端可與信號肽酶催化活性中心的Ser和Lys殘基側鏈形成氫鍵，同時arylomycin?A2形成β-折疊結構模擬信號肽酶底物的結合(Paetzel，Goodall?et?al.2004)。I型信號肽酶(SPase?I，EC?3.4.21.89)是一種廣泛存在于真細菌細胞膜中的絲氨酸蛋白酶，負責將前蛋白N-端的信號肽切除，對細菌的生存和生長至關重要。SPase?I被抑制后，會造成分泌蛋白在細胞膜上的大量積累并最終導致細菌死亡(Dalbey?and?Wickner?1985)。一直以來，病原菌蛋白酶抑制劑被認為藥物發展的一個方向，但是對人體的毒害性降低了這些抑制劑最終成藥的可能性。區別于經典的Ser/His/Asp催化機制，SPase?I利用獨特的Ser/Lys催化二元體機制，這就意味著SPase?I抑制劑有著更高的特異性，對真核細胞有著更低的毒性。同時，由于催化活性中心位于細胞膜外側，I型信號肽酶被認為是一種很有潛力的抗生素篩選靶標。雖然已經得到了arylomycin?A2與Escherichia?coli?SPase?I結合復合物的晶體結構，但在最初生物活性研究中，arylomycins只對Streptococcuspneumonia、Staphylococcus?epidermidis及土壤微?生物Rhodococcus?opacus、Brevibacillus?brevis有抗菌活性，而對大多的病原菌如Staphylococcus?aureus、Escherichia?coli和Pseudomonas?aeruginosa沒有活性，這大大限制了其成為藥物的可能性。但2010年有研究發現，Staphylococcus?aureus、Escherichia?coli和Pseudomonas?aeruginosa之所以對arylomycins表現出耐藥性，是由于這些病原菌的SPase?I催化活性中心的Ser突變為Pro從而導致兩者的親和力降低。通過對自然界中厚壁菌門、放線菌們、變形菌門、擬桿菌門及疣微菌門衣原體屬中SPase?I相應位置Pro突變的分布研究表明，很多自然界中的細菌不存在Pro突變而對arylomycins表現為敏感，如革蘭氏陽性邊病原菌Streptococcus?pneumoniae、Streptococcus?pyogenes、S.haemolyticus?及革蘭氏陰性病原菌Chlamydia?trachomatis等(Smith，Roberts?et?al.2010)。因此arylomycins作為廣譜性抗生素有著廣闊的應用前景。?