[发明专利]用于产生化合物的组合物和方法

说明书

本公开提供了编码转录因子LuxR家族的大ATP结合调控因子(LAL)的核酸、包括此类核酸的载体和宿主细胞以及用于使用此类核酸、载体和/或宿主细胞产生化合物(例如聚酮或β‑内酰胺化合物)的方法。

背景

转录活化因子LuxR家族的大ATP结合调控因子(LAL)为诸如FK506或雷帕霉素(rapamycin)的聚酮的已知转录调控因子。已发现LAL家族在诱导一些类型的天然产物基因簇的表达中具有积极作用，例如PikD对于苦霉素产生以及RapH对于雷帕霉素产生。LAL蛋白含有三个结构域；核苷酸结合域、诱导剂结合域及螺旋-转角-螺旋(DNA结合)结构域。DNA结合域的结构为四螺旋束。该基序中螺旋3的特定蛋白残基序列将LAL引导至原核转录启动子区中所含的特定DNA序列(即，LAL结合位点)。复合物中的LAL或多个LAL结合至产生小分子的基因簇(例如聚酮合酶基因簇或产生β-内酰胺化合物的蛋白质基因簇)内的基因启动子中的特定位点，增强基因簇的表达并且因此促进化合物(例如聚酮或β-内酰胺化合物)的产生。因此，通过优化对产生小分子的对应基因簇(例如PKS基因簇或β-内酰胺化合物基因簇)的调控有机会开发出产生更高效和/或增加的化合物(例如聚酮或β-内酰胺化合物)产生的组合物和方法。

发明概述

本公开提供了编码重组LAL的核酸、包括重组LAL的载体和宿主细胞以及在用于产生化合物(例如聚酮、脂肪酸、类萜、非核糖体多肽、β-内酰胺化合物以及生物碱)的方法中使用这些核酸、载体以及宿主细胞的方法。因此，在第一方面中，本公开提供了一种经过工程化以表达重组LAL(例如异源LAL)的宿主细胞(例如天然缺乏LAL和/或LAL结合位点的宿主细胞)。在一些实施方案中，LAL为组成活性的。在一些实施方案中，通过在核酸中插入LAL结合位点将宿主细胞工程化。在一些实施方案中，重组LAL结合至LAL结合位点促进核酸(例如编码诸如聚酮合酶或产生β-内酰胺化合物的蛋白质等产生化合物的蛋白质的核酸)的转录。在一些实施方案中，LAL结合位点对于LAL为异源的。在一些实施方案中，LAL结合位点对于LAL为内源性的。在一些实施方案中，LAL结合位点包括序列GGGGGT。

在一些实施方案中，宿主细胞包括包含异源LAL结合位点的核酸，所述异源LAL结合位点可操作地连接至开放阅读框，使得LAL结合至异源LAL结合位点促进开放阅读框的表达。在一些实施方案中，异源LAL结合位点为合成LAL结合位点。在一些实施方案中，异源LAL结合位点与可操作地连接至开放阅读框的内源性LAL结合位点相比更大程度地促进表达。在一些实施方案中，异源LAL结合位点包括C₁-T₂-A₃-G₄-G₅-G₆-G₇-G₈-T₉-T₁₀-G₁₁-C₁₂(SEQ IDNO:2)的至少8个连续核苷酸，其中除了G₄、G₅、G₆、G₇、G₈、T₉以及T₁₀中的任何三个核苷酸(例如G₄、G₇以及T₉；G₅、G₈以及T₁₀；或G₆、G₇以及G₈)以外没有一个或最多六个核苷酸由任何其他核苷酸置换。

在一些实施方案中，重组LAL包括与SEQ ID NO:1的序列具有至少70％(例如至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少99％)序列同一性的部分。在一些实施方案中，重组LAL包括具有SEQ ID NO:1的序列的部分。在一些实施方案中，重组LAL具有SEQID NO:1的氨基酸序列。