[發(fā)明專利]FAS II抑制劑ABX的生物合成基因簇在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410468972.3 | 申請日： | 2014-09-15 |
| 公開（公告）號： | CN104263738A | 公開（公告）日： | 2015-01-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 瞿旭東;于明加;鄧子新 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢大學(xué) |
| 主分類號： | C12N15/31 | 分類號： | C12N15/31;C12N15/53;C12N15/52;C12N15/54;C12P17/18 |
| 代理公司： | 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 汪俊鋒 |
| 地址： | 430072 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | fas ii 抑制劑 abx 生物 合成 基因 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域，具體涉及FAS?II抑制劑ABX的生物合成基因簇。
背景技術(shù)
ABX是由默克公司從土壤細菌中發(fā)現(xiàn)的一小類II型芳香聚酮化合物(式1)，其包括(-)-ABX和(-)-BABX(產(chǎn)自Streptomyces?sp.MA6657)。結(jié)構(gòu)上，ABX具有兩個罕見的芳環(huán)骨架，包括一個非連續(xù)共軛的苯環(huán)和一個手性氧雜橋環(huán)骨架，顯著有別于典型的連續(xù)共軛芳環(huán)基礎(chǔ)骨架(式2)；此外，該類化合物還具有一個獨特的(氯化)偕二甲基蒽醌結(jié)構(gòu)。在生物學(xué)活性上，ABX顯示出優(yōu)異的抗菌活性(Tetrahedron?Lett.,1995,36,2013-2016)，其對包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(Methicillin-resistant?Staphylococcus?aureus,MRSA)、耐萬古霉素屎腸球菌(Vancomycin-resistant?Enterococcus,VRE)在內(nèi)的革蘭氏陽性菌具有很強的抗菌活性(J.Nat.Prod.,2005,68,1437-1440)，尤其是(-)-BABX對細菌脂肪酸合成酶II(FAS?II)具有強烈的的抑制活性(J.Biol.Chem.,2005,280,1669-1677)；此外(-)-ABX具有優(yōu)良的降膽固醇活性等(J.Nat.Prod.,2005,68,1437-1440)。最近研究表明氯化偕二甲基蒽醌結(jié)構(gòu)(式1)是一類新型的高效抑制細菌FAS?II蛋白的藥效基團(J.Am.Chem.Soc.,2012,134,2981-2987)，此單元能特異性地結(jié)合FAS?II蛋白的底物結(jié)合口袋，起到強烈地抑菌作用，其作用機制和著名的FAS?II抑制劑平板霉素(platensimycin)非常相似(Nature,2006,441,358-361)。
其中虛框表示為細菌FAS?II抑制劑的藥效基團
目前研究發(fā)現(xiàn)臨床上廣泛使用的抗菌藥物四環(huán)素(tetracycline)(Metab.Eng.,2009,11,69-75.)，抗腫瘤藥物柔紅霉素(daunorubicin)(Chem.Rev.,1997,97,2525-2536)和米拉霉素(mithramycin)(J.Bacteriol.,1999,181,642-647)也都為II型芳香聚酮類化合物，而這種II型聚酮的生物合成(Acc.Chem.Res.,2008,42,631-639)通常由酰基轉(zhuǎn)移蛋白(AT)、酰基載體蛋白(ACP)和酮基合成酶(KSαβ)組成的最小PKS單元以重復(fù)循環(huán)的方式合成出1,3二酮類型的聚酮中間體，而后在芳構(gòu)化酶(ARO)和環(huán)化酶(CYC)催化下形成連續(xù)共軛的芳環(huán)基礎(chǔ)骨架，最后經(jīng)鹵化、糖基化等后修飾過程形成各種結(jié)構(gòu)類似物。芳環(huán)骨架形成的這種保守的酶學(xué)機制使得II型聚酮類化合物雖然數(shù)量巨大，但基礎(chǔ)骨架類型卻很少(J.Am.Chem.Soc.,2008,130,8307-8316)(式2，不包括通過后修飾氧化重排產(chǎn)生的骨架)。由于化合物的結(jié)構(gòu)多樣性對新藥研發(fā)至關(guān)重要，因此尋找產(chǎn)生新結(jié)構(gòu)的基因是II型芳香聚酮化合物組合生物合成研究的一個最重要的問題之一。ABX化合物具有兩類全新的II型聚酮骨架，通過克隆其生物合成基因簇，利用其中編碼新穎聚酮芳環(huán)基礎(chǔ)骨架形成的相關(guān)功能基因，可以通過組合生物合成方式對其它的II型聚酮化合物生物合成途徑進行修改，用于產(chǎn)生具有新穎骨架多樣性的II型聚酮化合物。因此，本發(fā)明中闡明的ABX生物合成基因簇，對于ABX的結(jié)構(gòu)改造，開發(fā)新型FASII抑制劑，以及用于其它II型芳香聚酮骨架的改造都具有重要的應(yīng)用價值。
本發(fā)明根據(jù)基因序列的分析，推測ABX化合物的生物合成基因簇。通過Cosmid文庫構(gòu)建(David,R.et?al.,(2006)EPICENTRE?Forum?13(1),17)，克隆到了ABX化合物生物合成基因簇，并實現(xiàn)了在異源宿主菌S.albus中的異源表達。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及的可以產(chǎn)II型芳香聚酮化合物ABX的菌株Streptomyces?sp.MA6657是由美國默克公司從土壤細菌中發(fā)現(xiàn)的。
本發(fā)明公開了鏈霉菌Streptomyces?sp.MA6657(SEQ?ID?No?1)的生物合成基因簇，其基因簇主要包括13個和II型芳香聚酮化合物ABX合成的相關(guān)基因。具體為：
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