Hangtaimycin生物合成基因簇及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种Hangtaimycin生物合成基因簇及其应用。其核苷酸序列如SEQ ID NO.1的第1‑91594位所示，包含21个基因。本发明专利技术所提供的hangtaimycin生物合成簇所有基因和蛋白信息，有助于人们理解hangtaimycin家族天然产物的生物合成机制，以及在此基础上为通过遗传改造产生可用于医药、工业或农业的hangtaimycin新结构衍生物提供了材料和认识，本发明专利技术所提供的基因及其蛋白信息还可以用于发现同类化合物、基因或蛋白。

【技术实现步骤摘要】
Hangtaimycin生物合成基因簇及其应用
本专利技术属于微生物基因工程领域，具体涉及一种Hangtaimycin生物合成基因簇及其应用。
技术介绍
Hangtaimycin是一个具有独特δ不饱和六元环内酯以及末端环二肽单元的新颖聚酮聚肽类杂合化合物(图1)。虽然hangtaimycin最初于2016年从链霉菌StreptomycesspectabilisCPCC200148中分离获得，却只进行了初步的抗肿瘤及抗白色念珠菌的活性测试。我们在对链霉菌StreptomycesspectabilisCCTCCM2017417的活性次生代谢产物研究中分离鉴定出hangtaimycin，并对hangtaimycin及其衍生物进行了更广泛的生物活性考察和生物合成机制研究。生物学活性测试结果显示，hangtaimycin的甲醇水解产物hangtaimycinA具有优于一线临床保肝药品水飞蓟宾的降谷丙转氨酶和谷草转氨酶的活性，同时还表现出比抗炎药物雷帕霉素更显著的抗炎活性，具有开发成新一代保肝护肝药品的重要前景。Hangtaimycin及其醇解产物hangtaimycinA的生物合成基因簇和生物合成机制迄今国内外尚未见报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种Hangtaimycin生物合成基因簇及其应用。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：第一方面，本专利技术的第一个目的是提供hangtiamycin生物合成基因簇(图2)。本专利技术在链霉菌StreptomycesspectabilisCCTCCM2017417基因组测序和生物信息学分析的基础上，发现可能负责hangtaimycin生物合成的基因簇，通过基因簇敲除及发酵产物检测(图3-13)，证明了链霉菌StreptomycesspectabilisCCTCCM2017417基因组中负责曲张链丝菌素生物合成的基因簇。一种Hangtaimycin生物合成基因簇，其特征在于：该生物合成基因簇的核苷酸序列如SEQIDNO.1的第1-91594位的碱基序列所示，包含21个基因，具体为：(1)负责hangtaimycin碳骨架合成及修饰的18个基因：1)1号基因：htmA1位于基因簇核苷酸序列第10986-25451个碱基处，长度为14466个碱基对，编码聚酮合酶，4821个氨基酸；2)2号基因：htmA2位于基因簇核苷酸序列第25448-47611个碱基处，长度为22164个碱基对，编码杂合的聚酮合酶与非核糖体肽合成酶，7387个氨基酸；3)3号基因：htmA3位于基因簇核苷酸序列第47611-61857个碱基处，长度为14247个碱基对，编码聚酮合酶，4748个氨基酸；4)4号基因：htmA4位于基因簇核苷酸序列第1-822个碱基处，长度为822个碱基对，编码游离的酮基还原酶，273个氨基酸；5)5号基因：htmA5位于基因簇核苷酸序列第9823-10578个碱基处，长度为756个碱基对，编码II型硫酯酶，251个氨基酸；6)6号基因：htmA6位于基因簇核苷酸序列第79115-80338个碱基处，长度为1221个碱基对，编码游离的失活酮基合成酶，负责脱羧，407个氨基酸；7)7号基因：htmA7位于基因簇核苷酸序列第83995-85938个碱基处，长度为1944个碱基对，编码游离的酰基转移酶，负责延伸单元的转移，647个氨基酸；8)8号基因：htmA8位于基因簇核苷酸序列第78787-79113个碱基处，长度为327个碱基对，编码游离的酰基载体蛋白，108个氨基酸；9)9号基因：htmB1位于基因簇核苷酸序列第61854-69500个碱基处，长度为7647个碱基对，编码非核糖体肽合成酶，2548个氨基酸；10)10号基因：htmB2位于基因簇核苷酸序列第69515-78790个碱基处，长度为9276个碱基对，编码非核糖体肽合成酶，3091个氨基酸。11)11号基因：htmB3位于基因簇核苷酸序列第2214-3872个碱基处，长度为1659个碱基对，编码游离的氨酰转移酶，552个氨基酸；12)12号基因：htmH位于基因簇核苷酸序列第81630-83990个碱基处，长度为2361个碱基对，编码脱水酶，786个氨基酸；13)13号基因：htmI1位于基因簇核苷酸序列第934-2217个碱基处，长度为1284个碱基对，编码异构化酶，427个氨基酸；14)14号基因：htmI2位于基因簇核苷酸序列第3932-4564个碱基处，长度为633个碱基对，编码异构化酶，210个氨基酸；15)15号基因：htmO位于基因簇核苷酸序列第8335-9717个碱基处，长度为1383个碱基对，编码氨基合酶，460个氨基酸；16)16号基因：htmP位于基因簇核苷酸序列第86021-87256个碱基处，长度为1236个碱基对，编码细胞色素P450氧化酶，411个氨基酸；17)17号基因：htmS位于基因簇核苷酸序列第80359-81642个碱基处，长度为1284个碱基对，编码羟甲基戊二酸单酰辅酶A合成酶，427个氨基酸；18)18号基因：htmT位于基因簇核苷酸序列第6346-7692个碱基处，长度为1257个碱基对，编码糖基转移酶，418个氨基酸；(2)负责调控和转运的3个基因：19)19号基因：htmR1位于基因簇核苷酸序列第7768-8274个碱基处，长度为507个碱基对，编码转录调控因子，168个氨基酸；20)20号基因：htmR2位于基因簇核苷酸序列第88943-89740个碱基处，长度为798个碱基对，编码LysR家族转录调控因子，265个氨基酸；21)21号基因：htmK位于基因簇核苷酸序列第89765-91594个碱基处，长度为1830个碱基对，编码Ser/Thr蛋白激酶，609个氨基酸。第二方面，本专利技术提供一种如上述的Hangtaimycin生物合成基因簇的应用，其特征在于：所述核苷酸序列可利用聚合酶链式反应PCR的方法或包含所述SEQIDNO.1所示序列的第1-91594位的DNA作为探针，以Southern杂交方法从其它生物体中得到与hangtaimycin生物合基因簇相似的基因。本专利技术还提供一种如上述的Hangtaimycin生物合成基因簇的应用，其特征在于：所述核苷酸序列通过包括体内或体外插入、缺失、置换、突变、与其它来源的同源核苷酸序列进行重组和定向进化方法产生hangtaimycin新结构衍生物。本专利技术还提供一种如上述的Hangtaimycin生物合成基因簇的应用，其特征在于：所述核苷酸列序列可用于通过合适的异源宿主表达，获得更高产量hangtaimycin及其新结构衍生物；所述异源宿主包括放线菌、假单孢菌、大肠杆菌、芽孢杆菌、酵母或植物中任一种。本专利技术还提供一种如上述的Hangtaimycin生物合成基因簇的应用，其特征在于：利用所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Hangtaimycin生物合成基因簇，其特征在于：该生物合成基因簇的核苷酸序列如SEQ ID NO:1中第1-91594位所示。/n

【技术特征摘要】
1.一种Hangtaimycin生物合成基因簇，其特征在于：该生物合成基因簇的核苷酸序列如SEQIDNO:1中第1-91594位所示。


2.根据权利要求1所述的Hangtaimycin生物合成基因簇，其特征在于：该生物合成基因簇的核苷酸序列如SEQIDNO.1的第1-91594位的碱基序列所示，包含21个基因，具体为：
(1)负责hangtaimycin碳骨架合成及修饰的18个基因：
1)1号基因：htmA1位于基因簇核苷酸序列第10986-25451个碱基处，长度为14466个碱基对，编码聚酮合酶，4821个氨基酸；
2)2号基因：htmA2位于基因簇核苷酸序列第25448-47611个碱基处，长度为22164个碱基对，编码杂合的聚酮合酶与非核糖体肽合成酶，7387个氨基酸；
3)3号基因：htmA3位于基因簇核苷酸序列第47611-61857个碱基处，长度为14247个碱基对，编码聚酮合酶，4748个氨基酸；
4)4号基因：htmA4位于基因簇核苷酸序列第1-822个碱基处，长度为822个碱基对，编码游离的酮基还原酶，273个氨基酸；
5)5号基因：htmA5位于基因簇核苷酸序列第9823-10578个碱基处，长度为756个碱基对，编码II型硫酯酶，251个氨基酸；
6)6号基因：htmA6位于基因簇核苷酸序列第79115-80338个碱基处，长度为1221个碱基对，编码游离的失活酮基合成酶，负责脱羧，407个氨基酸；
7)7号基因：htmA7位于基因簇核苷酸序列第83995-85938个碱基处，长度为1944个碱基对，编码游离的酰基转移酶，负责延伸单元的转移，647个氨基酸；
8)8号基因：htmA8位于基因簇核苷酸序列第78787-79113个碱基处，长度为327个碱基对，编码游离的酰基载体蛋白，108个氨基酸；
9)9号基因：htmB1位于基因簇核苷酸序列第61854-69500个碱基处，长度为7647个碱基对，编码非核糖体肽合成酶，2548个氨基酸；
10)10号基因：htmB2位于基因簇核苷酸序列第69515-78790个碱基处，长度为9276个碱基对，编码非核糖体肽合成酶，3091个氨基酸。
11)11号基因：htmB3位于基因簇核苷酸序列第2214-3872个碱基处，长度为1659个碱基对，编码游离的氨酰转移酶，552个氨基酸；
12)12号基因：htmH位于基因簇核苷酸序列第81630-83990个碱基处，长度为2361个碱基对，编码脱水酶，786个氨基酸；
13)13号基因：htmI1位于基因簇核苷酸序列第934-2217个碱基处，长度为1284个碱基对，编码异构化酶，427个氨基酸；
14)14号基因：htmI2位于基因簇核苷酸序列第3932-4564个碱基处，长度为633个碱基对，编码异构化酶，210个氨基酸；
15)15号基因：htmO位于基因簇核苷酸序列第8335-9717个碱基处，长度为1383个碱基对，编码氨基...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宇辉，罗明和，邓子新，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42