[发明专利]黄脂菌素的生物合成基因簇

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，具体涉及的是一种具有抗革兰氏阳性菌及抗肿瘤活性的抗生素一黄脂菌素(xantholipin)的生物合成基因簇。 

背景技术

Xantholipin是灰黄链霉菌(Streptomyces flavogriseus)发酵产生的一种占吨酮(xanthone)类抗生素。占吨酮类抗生素是一类具有特定结构的微生物天然产物，目前已发现二十多种，此类抗生素生物活性包括抑制细菌，真菌及细胞毒性，其活性位点主要作用于细胞壁，能够与合成细胞壁的前体物质产生竞争性抑制，从而干扰细胞壁的合成。 

研究证实xantholipin对革兰氏阳性菌具有较广泛的抑制作用，同时最近实验表明其可抑制肝纤维化，肾小球肾炎，肾间质肾炎等病症中热休克蛋白HSP47的大量表达，从而可作为此类病症的潜力药物。 

关于xantholipin的生物合成途径至今尚未阐明，根据结构推测其由13个丙二酰辅酶A延伸形成碳骨架，后经过一系列氧化还原酶，甲基转移酶，卤代酶，天冬酰氨合酶等酶对其进行复杂的后修饰，形成了高度氧化的占吨酮结构。xantholipin的生物活性与其结构密切相关，随着xantholipin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xantholipin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xantholipin的生物合成途径，探索水溶性好，生物利用度高，活性更好，并能通过微生物发酵大量生产的新型药物。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，公开一种黄脂菌素的生物合成基因簇，本发明由链霉菌Streptomyces flavogriseus产生的具有抗革兰氏阳性菌及抗肿瘤活性的抗生素xantholipin的生物合成基因簇的克隆、测序、分析及其应用。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

本发明包括49个基因的核苷酸序列或由序列1形成的互补序列，其中：负责合成碳骨架及对其进行后修饰共二十九个基因：xanO1、xanO2、xanO3、xanO4、xanO5、xanO6、xanO7、xanO8、xanO9、xanO10、xanM1、xanM2、xanM3、xanZ1、xanZ2、xanZ3、xanZ4、xanS1、xanS2、xanG、xanA、xanH、xanK、xanD、xanE、xanF、xanC1、xanC2、xanC3；负责提供碳骨架延伸单位及后修饰过程中的甲基供体共八个基因：xanB1、 xanB2、xanB3、xanY1、xanY2、xanY3、xanY4、xanY5；负责对xantholipin的生物合成进行调控共三个基因：xanR1、xanR2、xanR3；负责为宿主菌提供抗性共三个基因：xanU、xanN、xanQ；在此生物合成过程中还有六个基因：xanJ、xanP、xanL、xanW、xanT、xanV。 

本发明还提供了一个编码腺苷高半胱氨酸水解酶的核苷酸序列，由序列2中的氨基酸序列组成，命名为xanY1，其基因核苷酸序列位于序列1中第1419-1碱基处。 

本发明还提供了一个编码5，10-亚甲基四氢叶酸还原酶的核苷酸序列，由序列3中的氨基酸序列组成，命名为xanY2，其基因核苷酸序列位于序列1中第2299-1397碱基处。 

本发明还提供了一个编码甲硫氨酸合成酶的核苷酸序列，由序列4中的氨基酸序列组成，命名为xanY3，其基因核苷酸序列位于序列1中第5802-2305碱基处。 

本发明还提供了一个编码糖激酶的核苷酸序列，由序列5中的氨基酸序列组成，命名为xanY4，其基因核苷酸序列位于序列1中第6791-5799碱基处。 

本发明还提供了一个编码S-甲硫腺苷合酶的核苷酸序列，由序列6中的氨基酸序列组成，命名为xanY5，其基因核苷酸序列位于序列1中第8037-6817碱基处。 

本发明还提供了一个编码单加氧酶的核苷酸序列，由序列7中的氨基酸序列组成，命名为xanO1，其基因核苷酸序列位于序列1中第8583-8146碱基处。 

本发明还提供了一个编码脱氢酶的核苷酸序列，由序列8中的氨基酸序列组成，命名为xanS1，其基因核苷酸序列位于序列1中第9803-8580碱基处。 

本发明还提供了一个编码功能未知蛋白的核苷酸序列，由序列9中的氨基酸序列组成，命名为xanJ，其基因核苷酸序列位于序列1中第9867-10595碱基处。