[發明專利]一種泰樂菌素產生菌、遺傳改造方法及其應用有效
| 申請號: | 201210517193.9 | 申請日: | 2012-12-05 |
| 公開(公告)號: | CN103849591B | 公開(公告)日: | 2017-07-07 |
| 發明(設計)人: | 劉文;趙群飛;張華;董坤;彭欣;李慧芬 | 申請(專利權)人: | 中國科學院上海有機化學研究所;山東魯抗舍里樂藥業有限公司 |
| 主分類號: | C12N1/21 | 分類號: | C12N1/21;C12P19/62;C12N15/76;C12R1/54 |
| 代理公司: | 上海一平知識產權代理有限公司31266 | 代理人: | 祝蓮君,雷芳 |
| 地址: | 200032 *** | 國省代碼: | 上海;31 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 菌素 產生 遺傳 改造 方法 及其 應用 | ||
技術領域
本發明屬于生物技術領域,具體地,本發明涉及一種泰樂菌素產生菌、遺傳改造方法及其應用,本發明還涉及一種直接發酵生產替米考星合成前體泰樂菌素B的方法。
背景技術
禽類呼吸道感染誘發的疾病是當今危害畜牧業發展的主要原因之一,目前用于防治此類疾病的有效藥物很少,主要是采用大環內酯類藥物泰樂菌素。泰樂菌素(Tylosin),又名泰樂星、泰洛霉素,是一類十六元環大環內酯類抗生素。美國禮來公司于1962年開發并成功推向市場,迄今為止已工業化生產40多年,是一類極其重要的禽畜專用抗生素,它廣泛用作飼料添加劑和動物治療,能明顯促進禽畜生長,并提高飼料的利用率。
泰樂菌素的作用原理是,它通過與核糖體50S亞基結合從而選擇性地阻斷原核生物蛋白質的合成,是一類廣譜低毒的抗生素。由于存在耐藥性的問題,以及近年來發現其在禽畜體內有藥物殘留,再加之其與紅霉素等人用大環內酯類抗生素的結構具有很大的相似性,歐盟委員會1999年正式作出決議,禁止將泰樂菌素作為“動物生長促進劑”用作飼料添加劑。
20世紀80年代,英國Elanco動物保健品公司開發了以泰樂菌素為前體半合成的大環內酯類禽畜用抗生素-替米考星(Tilmicosin),替米考星抗菌作用與泰樂菌素相似,主要抗革蘭氏陽性菌和支原體,對少數革蘭氏陰性菌也有效,然而其對胸膜肺炎放線桿菌、畜禽支原體和巴氏桿菌的活性比泰樂菌素強。與泰樂菌素相比,替米考星具有與其類似的分子結構和更優化、更廣的抗菌譜,并且與臨床常用的其它抗生素之間無交叉抗藥性,因此具有較高的實際應用價值。替米考星已被美國FDA批準臨床使用于治療牛、山羊、綿羊、奶牛、豬、雞等動物由敏感菌引起的傳染性疾病,特別是禽畜的呼吸道感染疾病。
目前替米考星的傳統生產是將泰樂菌素產生菌進行發酵,發酵產物中的泰樂菌素包括泰樂菌素A(Ta)和泰樂菌素B(Tb)。通過水解泰樂菌素A(Ta),獲得泰樂菌素B(Tb)(見圖1),然后泰樂菌素B通過胺化作用連接上一個3’5’-二甲基哌啶基,從而形成終產物替米考星。采用敲除碳霉糖糖基轉移酶tylCV的方法獲得了以泰樂菌素B產量上升的工程菌株,然而仍有一定量的泰樂菌素A產生,并且由于從發酵產物中提取泰樂菌素B的流程十分繁瑣,產物得率很低,因此在很大程度上限制了泰樂菌素B的應用。
因此本領域迫切需要對泰樂菌素生產菌進行改造,開發適用于大規模工業生產的泰樂菌素B的工藝方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種泰樂菌素產生菌及其應用。
本發明的另一目的是提供一種新型泰樂菌素產生菌的遺傳改造方法及其用途。
在本發明的第一方面,提供了一種泰樂菌素產生菌,所述的產生菌的發酵產物中,泰樂菌素B(Tb)的相對含量滿足下式:
B/(A+B)≥95%
式中,
B為發酵產物中泰樂菌素B(Tb)的質量;
A為發酵產物中泰樂菌素A(Ta)的質量。
在另一優選例中,泰樂菌素B(Tb)的相對含量≥96%,更佳地≥99%,最佳地≥99.5%。
在另一優選例中,所述泰樂菌素產生菌為鏈霉菌屬。
在另一優選例中,所述泰樂菌素產生菌為弗氏鏈霉菌(Streptomyces fradiae)SWL00020,保藏編號為:CGMCC No.6717。
在另一優選例中,所述產生菌的基因組中碳霉糖合成基因簇被失活或敲除。
在另一優選例中,所述產生菌中缺失以下5種基因:tylCVII、tylCV、tylCIII、tylCIV和tylCII。
在另一優選例中,所述產生菌不表達以下5種基因:tylCVII、tylCV、tylCIII、tylCIV及tylCII。
在另一優選例中,所述基因簇的序列如SEQ ID NO:1所示。
在本發明的第二方面,提供了一種第一方面所述的泰樂菌素產生菌的用途,它被用做發酵生產泰樂菌素B(Tb)的工程菌株。
在本發明的第三方面,提供了一種生產泰樂菌素B(Tb)的方法,包括步驟:
(a)培養第一方面所述的泰樂菌素產生菌,從而產生含有泰樂菌素B的發酵產物;和
(b)從發酵產物中分離出泰樂菌素B(Tb)。
在本發明的第四方面,提供了一種生產替米考星的方法,
(a)培養第一方面所述的泰樂菌素產生菌,從而產生含有泰樂菌素B的發酵產物;
(b)從發酵產物中分離出泰樂菌素B(Tb);和
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