[发明专利]一种多烯多醇大环内脂类化合物的生物合成基因簇

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种生物医学技术领域的基因簇及其应用，具体涉及具有抗革兰氏阳性菌及抗肿瘤活性的抗生素WSS2277的生物合成基因簇的克隆、测序、分析及其应用。

背景技术

中国专利CN201010151873.4（申请日2010年4月14日）公开了链霉菌(Streptomyces sp. SIIA-H8968)发酵产生的一种多烯多醇大环内脂类新抗生素WSS2277。多烯多醇类抗生素是一类具有特定结构的微生物天然产物，具有广泛的抗菌、抗真菌、抗肿瘤活性，其作用机制主要是与细胞膜中麦角固醇结合，干扰代谢、增加细胞膜通透性，导致细胞死亡。

研究证实WSS2277具有很强的抗革兰氏阳性菌和抗肿瘤细胞活性，其抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的IC₉₀为0.58μM，抗人肺癌A549细胞、人结肠癌HT-29细胞、人脑癌U-251MG细胞、人肝癌HepG2细胞的IC₅₀分别为0.079μM、0.090μM、0.092μM、0.110μM。与其它多烯类抗生素不同的是，WSS2277几乎不具有抗真菌活性（抗白色念珠菌（Canidia Albicans）、烟曲霉（Aspergillus fumigatus）的IC₉₀均大于100μM），这预示着其可能存在特殊的作用机理，目前其作用机制尚不清楚。

关于WSS2277的生物合成途径至今尚未阐明，根据结构推测其由典型的Ⅰ型聚酮合酶（type ⅠPKS），由一个1,3-二磷酸甘油酸的起始单元，12个丙二酰辅酶A的延伸单元，一个3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A的延伸单元进行组装形成碳骨架，途中经过多部还原及脱水，碳链末端环化形成邻羟基苯甲酸，最后二聚化形成最终产物。WSS2277的生物活性与其结构密切相关，随着WSS2277整个生物合成基因簇的克隆与功能分析，可以从分子水平上阐明WSS2277独特的生物合成机理，在此基础上运用代谢工程的原理，合理修饰WSS2277的生物合成途径，可以探索水溶性好，生物利用度高，活性更好的新型衍生物。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，公开WSS2277的生物合成基因簇，本发明包括由链霉菌Streptomyces sp. SIIA-H8968产生的具有抗革兰氏阳性菌及抗肿瘤活性的抗生素WSS2277的生物合成基因簇的克隆、测序、分析，为产生菌进行遗传改造生物合成系列衍生物提供了基础。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种WSS2277生物合成基因簇，其序列如序列1所示。

包括21个基因的核苷酸序列或由序列1形成的互补序列，其中负责碳骨架合成14个基因：siaA、siaB1、siaB2、siaC、siaD、siaE、siaF、siaG、siaH、siaI、siaJ、siaK、siaL、siaM，负责对生物合成进行调控的7个基因：siaN、siaO、siaP、siaQ、siaR、siaS、siaT。

本发明还提供了一个编码酮基合酶（KS）的核苷酸序列，由序列2中的氨基酸序列组成，命名为siaA，其基因核苷酸序列位于序列1中第582 - 1823碱基处。

本发明还提供了一个编码丙二酸单酰辅酶A-ACP转酰基酶（AT）的核苷酸序列，由序列3中的氨基酸序列组成，命名为siaB2，其基因核苷酸序列位于序列1中第1859 - 2809碱基处。

本发明还提供了一个编码丙二酸单酰辅酶A-ACP转酰基酶（AT）/ 氧化还原酶（OR）的核苷酸序列，由序列4中的氨基酸序列组成，命名为siaB1，其基因核苷酸序列位于序列1中第3598 - 5949碱基处。