草欧菌素的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草欧菌素的生物合成基因簇，其至少包括7个基因：非核糖体肽合成酶基因ACBA基因，ACBB基因，ACBC基因，ACBD基因和ACBH基因；与糖基转移相关基因ACBI基因；以及与氧化还原相关基因ACBE基因。本发明专利技术通过获取非核糖体基因，预测生物合成基因簇和验证预测结果，最终获得准确的草欧菌素的生物合成基因簇，可用于制备草欧菌素。可用于制备草欧菌素。可用于制备草欧菌素。

【技术实现步骤摘要】
草欧菌素的生物合成基因簇及其应用


[0001]本专利技术涉及微生物基因工程
，尤其涉及草欧菌素的生物合成基因簇及其应用。

技术介绍

[0002]草欧菌素对植物病原真菌有很好的防治效果，其包括两种类型，分别为A型和B型，结构式如下所示：
[0003][0004]A型草欧菌素带有糖基，而B型草欧菌素不具有糖基。虽然，这类抗真菌是一类已知的化合物，并且这类脂肽类化合物具有良好的活性效果。但是这类化合物的基因簇却是一直处于未知状态。探索这类化合物对应的基因簇，对这位这类化合物的改造起到了关键的数据支持。
[0005]非核糖体肽合成酶NRPs由多个模块(module)按特定的空间顺序排列而成，每个模块负责将一个氨基酸整合到产物的骨架中，肽链延伸的一个反应循环过程：1.A结构域从底物池中选择结合特定的氨基酸，在ATP的作用下合成相应的氨酰
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AMP而使氨基酸底物得到活化；2.氨酰
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AMP与T结构域上的辅因子磷酸泛酰巯基乙胺的巯基相结合，形成复合体之后，在缩合结构域也就是C结构域下形成新的肽键，产生延伸了一个氨基酸的新的肽酰
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S
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载体复合体和游离的载体，在沿着顺序添加氨基酸之后，在最后一个模块上存在TE结构域，在这个结构域的作用下，产物被释放出来，形成线性肽链或者环状肽链。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供了一种草欧菌素的生物合成基因簇以及该生物合成基因簇在制备草欧菌素中的应用。
[0007]具体技术方案如下：
[0008]本专利技术提供了草欧菌素的生物合成基因簇，所述草欧菌素的生物合成基因簇至少至少包括7个基因，分别为：
[0009]非核糖体肽合成酶基因，即：ACBA基因，ACBB基因，ACBC基因，ACBD基因和ACBH基因；
[0010]所述ACBA基因编码1890个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；
[0011]所述ACBB基因编码291个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示；
[0012]所述ACBC基因编码2499个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示；
[0013]所述ACBD基因编码3861个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示；
[0014]所述ACBH基因编码2799个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.9所示；
[0015]与糖基转移相关基因，即：ACBI基因，其编码246个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.10所示；
[0016]与氧化还原相关基因，即：ACBE基因，其编码254个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示。
[0017]草欧菌素分为A型和B型，其差别是A型草欧菌素带有糖基，而B型草欧菌素不具有糖基，本专利技术提供的生物合成基因簇中缺失了ACBI之后，就可以全部合成B型草欧菌素。
[0018]ACBA基因，ACBB基因，ACBC基因，ACBD基因和ACBH基因编码的5个非核糖体肽合成酶包含若干模块或结构域，即腺苷腺化结构域(A结构域)、肽酰基载体蛋白结构域(PCP/T结构域)、缩合结构域(C结构域)，差向异构结构域(E),N
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甲基化结构域(M)。
[0019]SEQ ID NO.1中有5个非核糖体肽合成酶基因(ACBA
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D，ACBH)，核苷酸互补序列及其氨基酸序列，是草欧菌素A合成所必须的；其中，包含8个模块，28个结构域如图2所示。ACBA包含2个模块：加载模块域中，A1、T1和C1负责草欧菌素A的起始合成，催化一个苏氨酸和一个长链脂肪酸作为起始单位，模块2含有A2、C2、T2结构域，负责引入一个苏氨酸。ACBB包括模块3，含有C3结构域。ACBC包括模块4和5，模块4含有A4
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T4
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C4
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E4结构域，负责引入苏氨酸。模块5含有A5
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T5
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C5
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E5结构域，负责引入亮氨酸。ACBD包含模块6,7，8。模块6含有A6
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T6
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C6
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E6结构域，负责引入甘氨酸；模块7，含有A7
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T7
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C7
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E7结构域，负责引入谷氨酰胺。ACBH包括模块9，含有A8
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T8
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C8结构域，负责引入甘氨酸单位。ACBH包含模块9,10。模块9，含有A9
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T9
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C9结构域，负责引入苏氨酸。模块10，含有A10
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T10
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C10
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TE10，负责引入精氨酸，并在硫酯酶(TE)参与下完成碳链的环化及释放。最后在ACBI糖基转移酶的作用下，在长链脂肪酸部分加入葡萄糖分子。
[0020]进一步地，所述ACBA基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第3010
‑
9258位所示；所述ACBB基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第9317
‑
10588位所示；所述ACBC基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第10713
‑
18212位所示；所述ACBD基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第18209
‑
29794位所示；所述ACBH基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第32535
‑
40934位所示；所述ACBI基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第40934
‑
41674位所示；所述ACBE基因的其核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第29791
‑
30555位所示。
[0021]进一步地，所述草欧菌素的生物合成基因簇还包括ACBF基因，其编码70个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.7所示，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第30602
‑
30814位所示；该基因具有辅助氨基酸腺苷化的作用，参与草欧菌素的生物合成能够有效提高草欧菌素的合成效率。
[0022]进一步地，所述草欧菌素的生物合成基因簇还包括ACBJ基因，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.11所示，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第41794
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42483位所示；该基因具
有对错误合成具有修正的作用，参与草欧菌素的生物合成可有效提高草欧菌素的合成效率。
[0023]进一步地，所述草欧菌素的生物合成基因簇还包括与转运相关的基因，即ACBG基因，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第30842
‑
32506位所示。
[0024]进一步地，所述草欧菌素的生物合成基因簇还包括与抗性相关的基因，即ACBK本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.草欧菌素的生物合成基因簇，其特征在于，所述草欧菌素的生物合成基因簇至少包括7个基因，分别为：非核糖体肽合成酶基因，即：ACBA基因，ACBB基因，ACBC基因，ACBD基因和ACBH基因；所述ACBA基因编码1890个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；所述ACBB基因编码291个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示；所述ACBC基因编码2499个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示；所述ACBD基因编码3861个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示；所述ACBH基因编码2799个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.9所示；与糖基转移相关基因，即：ACBI基因，其编码246个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.10所示；与氧化还原相关基因，即：ACBE基因，其编码254个氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示。2.如权利要求1所述的草欧菌素的生物合成基因簇，其特征在于，所述ACBA基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第3010
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9258位所示；所述ACBB基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第9317
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10588位所示；所述ACBC基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第10713
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18212位所示；所述ACBD基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第18209
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29794位所示；所述ACBH基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第32535
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40934位所示；所述ACBI基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第40934
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41674位所示；所述ACBE基因的其核苷酸序列如SEQ ID NO.1中第29791
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐孙德，陈云，马忠华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：