[发明专利]一种具有途径特异性调控模式的菌株

说明书

硫肽环素是一种抗耐药菌活性极强的硫肽类抗生素，通过微生物中相关生物合成基因簇编码的次级代谢途径生物合成。本发明提供了一种具有调控蛋白NocP的特异性结合序列及其正向调控模式的生物合成硫肽环素的菌株Amycolatopsis fastidiosa LCB1001，公开了该特异性调控方式与硫肽环素产量的关系，为硫肽环素产生菌的鉴定提供依据，有利于该菌株的改造和应用。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种具有途径特异性调控模式的硫肽环素产生菌。

背景技术

硫肽环素又名诺卡沙星(英文名为Thiopeptcin或Nocathiacin)，是由诺卡氏菌(Nocardiasp.ATCC 202099，后经16S rRNA鉴定分类后改名为东方拟无枝酸菌Amycolatopsis fastidiosa LCB1001)产生的e系列硫肽类抗菌化合物，其结构肽的氨基酸序列为SCTTCECSCSCS，化学结构中含5个噻唑环、1个吲哚环、1个吡啶环、3个大环、脱氢氨基酸以及二甲氨基葡萄糖等独特功能团(Li W,et al.J.Antibiot.,2003,56:226；Zhang C,et al.J.Nat.Prod.,2009,72:841)，结构如下所示

硫肽环素在极低浓度下(ng/mL)即能杀死G⁺敏感菌和耐药菌株，抗菌效果优于绝大多数已报道的抗生素(Naidu BN,et al.Bioorg.Med.Chem.Lett.,2004,14:5573；LingLL,et al.Nature,2015,517:455)。美国百时美施贵宝公司和默克公司尝试采用了化学或生物转化法对硫肽环素结构进行多样化修饰以期解决其水溶性问题(Pucci MJ,etal.Antimicrob.Agents Chemother.,2004,48:3697；Naidu BN,etal.Bioorg.Med.Chem.Lett.,2004,14:3743；Naidu BN,et al.Bioorg.Med.Chem.Lett.,2005,15:2069)，但由于成药性问题而未进一步开发。南京碧迪可医药科技有限公司采用物理方法成功解决了硫肽环素的成药性问题，使其水溶性大幅提高，使进一步开发为临床用药成为可能(陈依军，CN103040770B)。

放线菌是抗生素以及相关活性化合物的重要来源。据不完全统计迄今发现的抗生素中近70％为放线菌产生的次级代谢产物(Strobel GA.Microbes Infect.,2003,5:535)。在放线菌中，抗生素生物合成相关的功能基因多以成簇方式存在，其转录和表达一般受到相关蛋白质类调控因子的调控。根据发挥作用的范围和层次，调控因子可粗略分为全局性调控因子和途径特异性调控因子两类。全局性调控因子对抗生素生物合成的调控位于第一层次，负责将大量源于菌体外部和内部的信号(如营养供应、翻译速率、发育阶段以及各种外界环境影响)传递给途径特异性调控因子。途径特异性调控因子对抗生素生物合成调控作用位于第二层次，也是信号级联传递系统中最后一级效应蛋白，其接收第一层次传递的信号后精细调控下游基因的转录和表达。途径特异性调控因子通常位于某个抗生素基因簇内部，多数属于SARP家族(Wietzorrek A,et al.Mol.Microbiol.,1997,25:1181)，可专一性地结合于基因簇中特定的非编码DNA序列，特异性地激活或沉默基因簇的转录(MartinJF,et al.J.Ind.Microbiol.,1992,9:73)，最终影响抗生素的生物合成过程。此外，最新研究表明，途径特异性调控蛋白无法正常发挥调控功能是造成微生物中次级代谢产物生物合成基因簇沉默主要原因，可见调控蛋白对微生物次级代谢至关重要(Amos GCA,etal.P.Natl.Acad.Sci.USA,2018,114:E11121)。鉴于结合序列的特异性和对微生物代谢的重要性，途径特异性调控因子可作为微生物鉴定和分类的依据之一。