[发明专利]合成二倍半萜蛇孢菌素F的系统和微生物及其应用

说明书

本发明公开了一种合成二倍半萜蛇孢菌素F的系统和微生物及其应用。本发明优化了培养条件，发酵结果显示：五碳糖阿拉伯糖和木糖对比原发酵条件中甘油能显著增加蛇孢菌素F的产量；真菌来源基因倍半萜合成酶Au6298，融合标签SUMO和Trx和通过定点突变蛇孢菌素合成酶D87E，E95V，Q122D，R131K和H190F也能显著提高蛇孢菌素F的产量。本发明构建的微生物能稳定产生蛇孢菌素F的培养物，为后续进一步利用微生物产生蛇孢菌素F后修饰产物奠定了基础。

技术领域

本发明属于合成生物学、基因工程和酶工程领域，具体是指一种合成二倍半萜蛇孢菌素F的系统和微生物及其应用。

背景技术

蛇孢菌素类(Ophiobolins，ophs)是一类二倍半萜类化合物，其具有特征性5-8-5三环母核结构(Chiba R,Minami A,Gomi K,Oikawa H.Identification of ophiobolin Fsynthase by a genome mining approach:a sesterterpene synthase fromAspergillus clavatus.Organic letters,2013,15(3):594-597.)。截至2019年，56种天然产物来源的ophs化合物被报道(TianW,Deng Z,Hong K.The biological activitiesofsesterterpenoid-Type ophiobolins[J].Marine drugs,2017,15(7):229；Zhu T,Lu Z,Fan J,et al.Ophiobolins from the mangrove fungus Aspergillus ustus[J].Journalof natural products,2017,81(1):2-9.)。该类化合物显示了抗肿瘤，广谱的抗菌、抗线虫和抗病毒活性(Tian W,Deng Z,Hong K.The biological activities ofsesterterpenoid-Type ophiobolins[J].Marine drugs,2017,15(7):229.)。Ophs骨架合成是一种嵌合性的萜类合成酶合成，之所以称之为嵌合酶是因为该类酶具有两个结构域：链延伸结构域，负责将五碳前体异戊二烯焦磷酸和二甲基烯丙基焦磷酸合成法尼基牻牛儿基焦磷酸(GFPP)；环化结构域，能够把GFPP环化为5-8-5三环oph母核(Chiba R,Minami A,Gomi K,Oikawa H(2013)Identification of ophiobolin F synthase by a genomemining approach:a sesterterpene synthase from Aspergillus clavatus.Organicletters,2013,15(3):594-597.)。在原生真菌中，ophs的产量不仅仅和oph合成酶有关，还涉及到倍半萜Au6298，二萜Au13192和Au11565，三萜Au3446合成酶相关基因簇(Chai H,YinR,Liu Y,et al.Sesterterpene ophiobolin biosynthesis involving multiple geneclusters in Aspergillus ustus[J].Scientific reports,2016,6:27181.)。