[发明专利]relA基因在提高班堡链霉菌默诺霉素产量中的应用及菌株

说明书

（一）技术领域

本发明涉及relA基因在提高班堡链霉菌（Streptomyces bambergiensis）默诺霉素产量中的应用，以及获得的用于生产默诺霉素的relA基因阻断工程菌——班堡链霉菌（Streptomyces bambergiensis）1203及其应用。 

（二）背景技术

默诺霉素（Moenomycin）是一类磷酸糖脂类抗生素，它至少有四种有效组分：A、B1、B2和C，其中A为主要成分。默诺霉素A可以由四种链霉菌产生：斑堡链霉菌（Streptomyces bambergiensis）ATCC13879，加纳链霉菌（Streptomyces ghanaensis）ATCC14672，喷泉链霉菌（Streptomyces geysiriensis）ATCC15303，埃德尔链霉菌（Streptomyces ederensis）ATCC15304，其中斑堡链霉菌（Streptomyces bambergiensis）是默诺霉素的主要产生菌。默诺霉素能够直接抑制细菌细胞壁生物合成途径中的肽聚糖糖基转移酶（peptidoglycan glycosyltransferase，PGT），从而有效抑制细菌的生长繁殖。由于肽聚糖是细菌细胞壁中的一种特有的组成成分，而真核生物细胞中不含有肽聚糖，因此默诺霉素是一种理想的抗生素。默诺霉素能够有效地抑制革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的生长，尤其是对革兰氏阳性细菌更加有效。目前，默诺霉素作为动物饲料添加剂和生长促进剂已经被成功商业化应用，商品名为“黄霉素（flavomycin）”和“黄磷脂醇（flavophospholipol）”，用于防治畜禽因肠道细菌引起的感染。同时，近年来屡屡出现能抵抗多种抗生素的“超级细菌”，如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）、抗万古霉素肠球菌（VRE）、耐多药肺炎链球菌 （MDRSP）等。研究发现默诺霉素对许多耐甲氧西林和万古霉素的菌株具有良好的抑制作用，因此默诺霉素可以开发为抗耐药性细菌的医药。 

抗生素生物合成基因一般包括几十步生化反应，涉及几十个基因，包括结构基因、调节基因和抗性基因。结构基因编码抗生素生物合成过程中的一系列酶，这些酶参与了抗生素的生物合成。分子生物学研究表明，默诺霉素的生物合成基因簇包括二十多个基因，它们分别编码不同的酶，参与默诺霉素的生物合成反应，是一个非常复杂的生物合成过程（Ostash，B.，A.Saghatelian，and S.Walker，A streamlined metabolic pathway for the biosynthesis of moenomycin A.Chem Biol，2007.14（3）:p.257-67.）。而且，在其生物合成基因簇中没有发现途径专一性的调节基因。因此，直接通过分子生物学技术改造其生物合成基因簇来提高默诺霉素的产量变得较为困难。 

relA基因是首先在大肠杆菌中发现的一个多效调控基因，它编码焦磷酸鸟苷酸（p）ppGpp合成酶。随后研究发现relA基因存在于天蓝色链霉菌、棒状链霉菌等多种链霉菌中，且序列高度保守，对链霉菌形态分化和抗生素的合成均有调节作用。Gomez-Escribano等研究发现，阻断棒状链霉菌（Streptomyces clavuligerus）relA基因，该菌不能形成气生菌丝且不能产生孢子，但克拉维酸（clavulanic acid）和头霉素C（cephamycin C）的产量显著增加（Gomez-Escribano J P，Martín J F，Hesketh A，et al.Streptomyces clavuligerus relA-null mutants overproduce clavulanic acid and cephamycin C:negative regulation of secondary metabolism by（p）ppGpp.Microbiology，2008，154:744-755.）。目前，还没有利用relA基因来提高班堡链霉菌（Streptomyces bambergiensis）默诺霉素产量的报道。 

（三）发明内容

本发明目的是提供relA基因在提高班堡链霉菌（Streptomyces bambergiensis）默诺霉素产量中的应用，以及获得的用于生产默诺霉素的班堡链霉菌relA基因阻断工程菌及其应用。 

本发明采用的技术方案是： 

relA基因在提高班堡链霉菌（Streptomyces bambergiensis）默诺霉素产量中的应用。