[发明专利]阿嗪霉素的生物合成基因簇

摘要

本发明是一种由链霉菌产生的具有抗肿瘤活性的抗生素——阿嗪霉素(Azinomycin B)的生物合成基因簇的克隆、测序、分析、功能研究及其应用。整个基因簇共包含34个基因：1个重复使用的I型聚酮合成酶基因；2个萘环修饰酶基因；8个非核糖体聚肽骨架合成及修饰酶基因；11个非天然氨基酸结构单元合成酶基因；1个抗性基因；3个后修饰酶基因以及8个功能不确定的基因。通过对上述生物合成基因的遗传操作可阻断阿嗪霉素的合成；对萘环合成和修饰基因的异源表达可产生其前体化合物。本发明所提供的基因及其蛋白也可以用来寻找和发现可用于医药、工业或农业的化合物或基因、蛋白。

主权项

1. 一种抗肿瘤活性的抗生素-阿嗪霉素Azinomycin的生物合成基因簇，其特征在于编码阿嗪霉素生物合成所涉及的34个基因，具体为：1)1个重复使用的I型聚酮合成酶基因，即aziB：aziB位于基因簇核苷酸序列第38515-43854个碱基处，长度为5340个碱基对，编码I型聚酮合成酶，1779个氨基酸；2)萘环修饰酶基因，即aziB1，aziB2共个基因：aziB1位于基因簇核苷酸序列第12587-13792个碱基处，长度为1206个碱基对，编码细胞色素P450氧化酶，401个氨基酸；aziB2位于基因簇核苷酸序列第11548-12585个碱基处，长度为1038个碱基对，编码O-甲基转移酶，345个氨基酸；3)非核糖体聚肽骨架合成及修饰酶基因，即aziA1，aziA2，aziA3，aziA4，aziA5，aziA6，aziA7，aziA8共8个基因：aziA1位于基因簇核苷酸序列第13873-15756个碱基处，长度为1884个碱基对，编码非核糖体聚肽合成酶，627个氨基酸；aziA2位于基因簇核苷酸序列第17541-20888个碱基处，长度为3348个碱基对，编码非核糖体聚肽合成酶，1115个氨基酸；aziA3位于基因簇核苷酸序列第2596-6387个碱基处，长度为3792个碱基对，编码非核糖体聚肽合成酶，1263个氨基酸；aziA4位于基因簇核苷酸序列第7202-10513个碱基处，长度为3312个碱基对，编码非核糖体聚肽合成酶，1103个氨基酸；aziA5位于基因簇核苷酸序列第33636-38261个碱基处，长度为4626个碱基对，编码非核糖体聚肽合成酶，1541个氨基酸；aziA6位于基因簇核苷酸序列第6384-7205个碱基处，长度为822个碱基对，编码硫酯酶，273个氨基酸；aziA7位于基因簇核苷酸序列第10796-11548个碱基处，长度为753个碱基对，编码硫酯酶，250个氨基酸；aziA8位于基因簇核苷酸序列第49525-50274个碱基处，长度为750个碱基对，编码硫酯酶，249个氨基酸；4)非天然氨基酸结构单元合成酶基因，即aziC1，aziC2，aziC3，aziC4，aziC5，aziC6，aziC7，aziC8，aziC9，aziC10，aziC11共11个基因：aziC1位于基因簇核苷酸序列第个47453-48484碱基处，长度为732个碱基对，编码分枝氨基酸氨基转移酶，243个氨基酸；aziC2位于基因簇核苷酸序列第46593-47456个碱基处，长度为864个碱基对，编码赖氨酸生物合成酶，287个氨基酸；aziC3位于基因簇核苷酸序列第30737-31615个碱基处，长度为879个碱基对，编码N-己酰谷氨酸激酶，292个氨基酸；aziC4位于基因簇核苷酸序列第29735-30658个碱基处，长度为924个碱基对，编码N-己酰-γ-谷氨酰磷酸还原酶，307个氨基酸；aziC5位于基因簇核苷酸序列第27040-27975个碱基处，长度为936个碱基对，编码酮基转移酶N-端亚单位，311个氨基酸；aziC6位于基因簇核苷酸序列第26021-27043个碱基处，长度为1023个碱基对，编码酮基转移酶C-端亚单位，340个氨基酸；aziC7位于基因簇核苷酸序列第27972-29294个碱基处，长度为1323个碱基对，编码氨基转移酶，440个氨基酸；aziC8位于基因簇核苷酸序列第32741-33559个碱基处，长度为819个碱基对，编码己酰-CoA脱氢酶，272个氨基酸；aziC9位于基因簇核苷酸序列第48254-49513个碱基处，长度为1260个碱基对，编码细胞色素P450氧化酶，419个氨基酸；aziC10位于基因簇核苷酸序列第31608-32738个碱基处，长度为1131个碱基对，编码N-己酰鸟氨酸/N-己酰赖氨酸脱酰基酶，376个氨基酸；aziC11位于基因簇核苷酸序列第25755-26018个碱基处，长度为264个碱基对，编码肽酰载体蛋白，87个氨基酸；5)抗性基因，即aziE：aziE位于基因簇核苷酸序列第15839-17239个碱基处，长度为1401个碱基对，编码转运蛋白，466个氨基酸；6)后修饰酶基因，即aziD1，aziD2，aziD3共3个基因：aziD1位于基因簇核苷酸序列第24547-25758个碱基处，长度为1212个碱基对，编码O-酰基转移酶，403个氨基酸；aziD2位于基因簇核苷酸序列第51462-52463个碱基处，长度为1002个碱基对，编码己酰-CoA脱氢酶，333个氨基酸；aziD3位于基因簇核苷酸序列第50308-51456个碱基处，长度为1149个碱基对，编码己酰-CoA脱氢酶，382个氨基酸；7)还包括8个功能不明确的基因，即aziH1，aziH2，aziH3，aziF，aziG，aziU1，aziU2，aziU3：aziH1位于基因簇核苷酸序列第22185-22997个碱基处，长度为813个碱基对，编码硫酸腺苷酰转移酶亚单位2，270个氨基酸；aziH2位于基因簇核苷酸序列第20878-22185个碱基处，长度为1308个碱基对，编码硫酸腺苷酰转移酶亚单位1，435个氨基酸；aziH3位于基因簇核苷酸序列第23101-23658个碱基处，长度为558个碱基对，编码腺苷酰硫酸激酶，185个氨基酸；aziF位于基因簇核苷酸序列第24328-24516个碱基处，长度为189个碱基对，编码MbtH类似蛋白，62个氨基酸；aziG位于基因簇核苷酸序列第23726-24127个碱基处，长度为402个碱基对，编码硫酯酶，133个氨基酸；aziU1位于基因簇核苷酸序列第44054-44827个碱基处，长度为774个碱基对，编码未知功能蛋白，257个氨基酸；aziU2位于基因簇核苷酸序列第44838-45503个碱基处，长度为666个碱基对，编码未知功能蛋白，221个氨基酸；aziU3位于基因簇核苷酸序列第45500-46513个碱基处，长度为1014个碱基对，编码未知功能蛋白，337个氨基酸。