[发明专利]一种短链脱氢酶TsrU的功能及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术和工程领域，具体地，涉及一种短链脱氢酶TsrU的功能及其应用。

背景技术

硫肽类抗生素是一类富含硫元素的氨基酸残基被高度修饰的环肽类化合物。硫肽类抗生素具有一个三或四取代的吡啶核心，多个噻唑、噁唑或噻唑啉等氮杂环及脱水氨基酸，有的还带有高度修饰的芳香环侧链。大部分的硫肽类抗生素大都可以抑制革兰氏阳性菌的生长，对多种耐药性的条件致病菌具有较强的杀伤作用。硫肽类抗生素作用机制是通过与核糖体结合，从而抑制蛋白质的合成来实现的。根据结合位点的不同，作用机制可分为两类：(1)与50S核糖体亚单元上的23S rRNA-L 11蛋白复合物结合，抑制延长因子的GTPase活性，从而抑制蛋白质的合成；(2)与延长因子Tu蛋白复合物结合，抑制Ef-Tu·GTP·aa-tRNA复合物的形成，从而抑制蛋白质的合成。

硫链丝菌素(Thiostrepton)是硫肽类抗生素家族的成员，虽然首次发现硫链丝菌素是在1954年，但是由于其结构复杂，直到1989年才借助X晶体衍射技术才确定了其分子结构。目前对硫链丝菌素生物合成基因簇已经做了一定的研究，例如通过将基因簇中鉴定出的相应基因的编码蛋白与数据库中的已知蛋白作比较，推测其功能，并在此基础上初步建立了硫链丝菌素的生物合成途径。然而由于硫链丝菌素的侧链生物合成途径十分特异，合成底物经历多个酶的连续反应，才得到特殊的喹啉酸单元。

目前，硫链丝菌素生物合成途径及其次生代谢产物的生物合成过程还是未知的，因此本领域迫切需要解析各类与硫链丝菌素代谢途径有关的过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种短链脱氢酶TsrU的功能。

本发明的另一目的是提供短链脱氢酶TsrU的应用。

在本发明的第一方面，提供了一种短链脱氢酶TsrU的用途，它用于催化下述还原反应：

其中，

R为H、F、Cl、Br、I、CH₃或CF₃；

n为0、1、2、3、或4；

R₁为C₁-C₄烷基。

在另一优选例中，R为CF₃。

在另一优选例中，R₁为甲基。

在另一优选例中，R为F；R₁为CH₃；n为1。

在另一优选例中，所述反应是4-乙酰-2-喹啉酸生成4-(1-羟乙基)-2-喹啉酸。

在另一优选例中，所述反应不是4-乙酰-2-喹啉酸生成4-(1-羟乙基)-2-喹啉酸。

在另一优选例中，所述的短链脱氢酶TsrU来自于劳伦链霉菌(Streptomyces laurentii)。

在另一优选例中，所述的短链脱氢酶TsrU选自下组：

(1)具有SEQ ID NO：1所示氨基酸序列的多肽；

(2)由SEQ ID NO：1所示氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，具有催化活性的衍生多肽。

在另一优选例中，所述的短链脱氢酶TsrU是由具有SEQ ID NO：2所示的核苷酸序列所编码的多肽。

在另一优选例中，所述的短链脱氢酶TsrU为分离的或重组的。

在另一优选例中，所述的短链脱氢酶TsrU是在大肠杆菌中表达的来自劳伦链霉菌Streptomyces laurentii的重组蛋白。

在本发明的第二方面，提供了一种催化方法，包括步骤：

(i)在辅酶存在的条件下，用短链脱氢酶TsrU催化式I化合物发生还原反应，从而形成式II化合物：

其中，

R为H、F、Cl、Br、I、CH₃或CF₃；

n为0、1、2、3、或4；

R₁为C₁-C₄烷基。

在另一优选例中，所述的辅酶为NADPH或NADH。

在另一优选例中，在步骤(i)中，将短链脱氢酶TsrU与NADPH、式I化合物混合，从而进行反应。

在另一优选例中，步骤(i)中，在具有以下至少一个或多个特征的反应体系中进行反应：

(a)短链脱氢酶TsrU的浓度为0.001-1mg/ml；