本发明专利技术公开了一种二萜化合物variediene合成基因Au13192及其应用，属于基因工程领域。该二萜化合物合成基因来源于焦曲霉094102，其基因、cDNA序列如SEQ ID NO.1、2所示，其编码的Au13192蛋白的序列如SEQ ID NO.3所示。Au13192蛋白具有催化底物链长延伸和结构环化的功能，该蛋白能催化DMAPP、GPP和FPP与IPP反应生成variediene。本发明专利技术发现了Au13192基因在焦曲霉094102体内对蛇孢假壳素类化合物产量有显著影响，其可用于辅助制备Oph化合物。本发明专利技术为Oph化合物的生物合成提供了新的资源，为提高该类化合物的生物产量提供一种可能性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基因工程领域，具体涉及一种从焦曲霉094102(Aspergillusustus094102)中克隆得到的二萜化合物variediene合成基因Au13192及其应用。
技术介绍
蛇孢假壳素(Ophiobolin，以下简称Oph)是一类具有5-8-5三环结构的二倍半萜，到目前为止发表的具有5-8-5三环母核结构的蛇孢假壳素类化合物主要有蛇孢假壳素A、C、F、H、M、L(M.ORSENIGO.Estrazioneepurificazionedellacochliobolina,unatossinaprodottadaHelmintosporiumoryzae.Phytopath.Z.1957,29,189–196)、蛇孢假壳素O、Q、R、S(CLTipton,TTovrea,GWhitehurst.TheeffectofophiobolinAonglucoseuptakebyanimalcells.Nutr.Rep.Int.23,723-727(1981))等。二倍半萜由五个异戊二烯单元组成，是萜类化合物中的稀有类型，只占萜类总数不到2％。目前还没有二倍半萜类的药物，但一些二倍半萜化合物表现出了良好的生物活性。该类化合物显示广谱的抗菌活性(如抗真菌、抗细菌)和抗线虫、抗病毒等活性，此外还对多种肿瘤细胞株具有显著细胞毒活性(Au,T.K.,Chick,W.S.H.&Leung,P.C.Thebiologyofophiobolins.LifeSci.67,733–742(2000))。OphA作为首个被发现的Oph化合物，除具有多种生物活性外，还是一种重要的钙调蛋白抑制剂，可以作为探针(Leung,P.C.,Taylor,W.A.,Wang,J.H.&Tipton,C.L.Roleofcalmodulininhibitioninthemodeofactionofophiobolina.PlantPhysiol.77,303-308(1985)；Peters,C.&Mayer,A.Ca2+/calmodulinsignalsthecompletionofdockingandtriggersalatestepofvacuolefusion.Nature.396,575-80(1998))。最新的研究表明OphA在脑胶质瘤和帕金森病的治疗中有潜在应用(Dasari,R.etal.FungalmetaboliteophiobolinAasapromisinganti-gliomaagent:Invivoevaluation,structure-activityrelationshipanduniquepyrrolylationofprimaryamines.BioorgMedChemLett.25,4544-4548(2015)；Xue,D.etal.3-anhydro-6-hydroxy-ophiobolinA,afungalsesterterpenefromBipolarisoryzaeinducedautophagyandpromotedthedegradationofα-synucleininPC12cells.BioorgMedChemLett.25,1464-1470(2015))。华北制药集团新药研究开发中心曾测试过OphG和OphK对人结肠癌细胞株Hct-15/Hct-116；人乳腺癌细胞株MDA-MB-231/MCF-7、人肺癌细胞株A549和人白血病细胞K562的抑制作用，发现这两种化合物对上述癌细胞的IC50均低于30μg/mL并呈较好的量效关系(朱京童,范玉玲,路新华,董悦生,郑智慧,张华,贺建功.二倍半萜类化合物蛇孢菌素抗肿瘤活性的体外实验研究.《癌变·畸变·突变》,2007,19(5):388-391)。有研究发现OphO可以增加阿霉素耐药的乳腺癌细胞的敏感性，0.1μMOphO与阿霉素联合用药，可以使耐药细胞的阿霉素IC50从74.00±0.18μM降低到6.67±0.98μM，降低约11倍(Sun,W.etal.Ophiobolin-Oreversesadriamycinresistanceviacellcyclearrestandapoptosissensitizationinadriamycin-resistanthumanbreastcarcinoma(MCF-7/ADR)cells.MarDrugs.11,4570-84(2013))。由于Oph化合物在药物开发中的良好前景，大量制备化合物是一个重要的前提。从1992年开始陆续有关于蛇孢假壳素类化合物及其母核化学合成的报道，但该类化合物的复杂结构使其化学合成的研究极具挑战性，到目前仅完成了蛇孢假壳素A的全合成(KazuhiroTsuna,NaoyoshiNoguchi,MasahisaNakada.Enantioselectivetotalsynthesisof(+)-ophiobolinA.Chemistry-AEuropeanJournal.2013,19,5476–5486；KeLi,ChengWang,GangYin,etal.ConstructionofthebasicskeletonofophiobolinAandvariecolin.Organic&BiomolecularChemistry.2013,11,7550–7558)，而且合成步骤繁琐不易操作，因此利用生物合成法制备Oph是获得大量化合物的重要途径。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于提供一种二萜化合物variediene合成基因，二萜化合物variediene的结构如图1所示。本专利技术的另一目的在于提供一种二萜化合物variediene合成酶。本专利技术的再一目的在于所述基因或酶的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：在研究焦曲霉094102(CCTCCNO：M208153)代谢产物Oph化合物的生物合成过程中，本专利技术通过敲除与萜类化合物合成相关的基因簇，检测Oph化合物的产量变化，发现POC13192基因簇(图2)的敲除使Oph化合物产量与野生型在相同培养条件下相比显著降低(图3)，表明POC13192基因簇影响Oph化合物的合成。通过对基因簇基因功能分析，得知在POC13192基因簇中Au13192基因与萜类合成相关，说明在POC13192基因簇中Au13192基因参与了Oph化合物的生物合成。进一步通过异源表达Au13192基因获取Au13192蛋白进行体外酶促反应验证了Au13192基因是一种二萜化合物variediene的合成基因。一种二萜化合物varied本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二萜化合物variediene合成酶，其特征在于：其氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示；所述的二萜化合物variediene的结构如下所示：
【技术特征摘要】
1.一种二萜化合物variediene合成酶，其特征在于：其氨基酸序列如SEQIDNO.3所示；
所述的二萜化合物variediene的结构如下所示：
2.编码权利要求1所述二萜化合物variediene合成酶的基因，其特征在于：其基因序列
如SEQIDNO.1所示。
3.根据权利要求2所述的基因，其特征在于：其cDNA序列如SEQIDNO.2所示。
4.一种表达权利要求1所述的二萜化合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪葵，殷如，柴沆镇，董治统，邓子新，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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