化合物oxalicineB生物合成基因簇和C-15羟基化酶OxaL以及应用制造技术

本发明专利技术公开了化合物oxalicine B生物合成基因簇和C

【技术实现步骤摘要】
化合物oxalicine B生物合成基因簇和C
‑
15羟基化酶OxaL以及应用


[0001]本专利技术属于微生物基因资源、基因工程和生物酶开发领域，具体涉及抗艾滋病病毒(HIV
‑
1)的化合物oxalicine B生物合成基因簇和C
‑
15羟基化酶OxaL以及应用。

技术介绍

[0002]Oxalicine B具有独特的化学结构，是由吡啶基
‑
α
‑
吡喃酮单元和二萜单元聚合而成的六环系骨架的新颖结构化合物，分子式为C
30
H
33
NO7，分子量为519。
[0003]Oxalicine B属于含a
‑
吡喃酮类杂萜化合物家族(含a
‑
吡喃酮类杂萜化合物家族的结构示意图见图1)。随着该家族其他化合物的发现和鉴定，这一独特的化学结构吸引了许多有机化学家从事其化学合成研究。Oxalicines是真菌的次生代谢产物，主要分离自青霉属，此类化合物最早是由Ubillas于1989年首次从草酸青霉(Penicillium oxalicum)的菌丝体中提取到。至今为止，研究者已经陆续从青霉菌P.thiersii，P.decaturense和一株曲霉菌中分离得到了oxalicines类分子。oxalicines类化合物主要有抗虫活性，研究发现，化合物oxalicine B对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda具有很强的杀虫活性，该类化合物还有一定的细胞毒活性。同时，实验室前期研究发现oxalicine类化合物具有抗病毒活性，oxalicine B具有抗艾滋病病毒(HIV
‑
1)活性，oxalicine A具有良好的抗甲型流感病毒(H1N1)活性。
[0004]2015年，Yaegashi,J等从青霉菌P.canescens ATCC 10419中鉴定到15
‑
deoxyoxalicine B的生物合成基因簇(olc)，并利用生物信息学与基因敲除策略对15
‑
deoxyoxalicine B生物合成途径进行了阐述和解析。15
‑
deoxyoxalicine B的生物合成基因簇的生物合成途径如图2所示。杂萜分子15
‑
deoxyoxalicine B生物合成中非萜部分(a
‑
吡喃酮和烟酰胺元件)的来源和pyripyropene A相同，但在生成中间体化合物分子4
‑
hydroxyl
‑6‑
(3
‑
pyridinyl)
‑
2H
‑
pyran
‑2‑
one(HPPO)后发生显著差异。以牻牛儿基焦磷酸(GGPP)为供体，在UbiA类蛋白异戊烯基转移酶OlcH的作用下，将其与HPPO进行连接，GGPP由olcC基因编码的二萜合酶完成。继而，依赖黄素FAD的单加氧酶OlcE与二萜环化酶OlcD联合发挥作用形成关键的五元环中间体化合物分子predecaturin E，其中，OlcE参与长链二萜末端双键氧化形成三元氧环，萜环化酶OlcD将长链二萜环化。P450氧化酶OlcG参与15
‑
deoxyoxalicine B分子右侧螺环形成，生成decaturin E中间体。此后，多个氧化还原酶参与的级联反应系统包括P450氧化酶(OlcJ)和短链脱氢酶/还原酶(OlcF)的作用下，生成具有半缩醛结构的中间体化合物decaturin C。最后，在依赖Fe
2+
的a
‑
KG双加氧酶(OlcK)、跨膜蛋白耐药泵(OlcL)和P450氧化酶(OlcB)的联合作用下，生成目标化合物分子15
‑
deoxyoxalicine B。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供化合物oxalicine B生物合成基因簇和C
‑
15羟基化酶OxaL以
及应用。
[0006]本专利技术提供了OxaL蛋白或OxaL蛋白相关生物材料的应用，为如下(a1)或(a2)：
[0007](a1)OxaL蛋白或OxaL蛋白相关生物材料作为羟化酶的应用；
[0008](a2)OxaL蛋白或OxaL蛋白相关生物材料在制备羟化酶中的应用；
[0009]所述OxaL蛋白为序列表的序列3所示的蛋白质；
[0010]所述OxaL蛋白相关生物材料为编码所述OxaL蛋白的基因、表达所述OxaL蛋白的表达盒、表达所述OxaL蛋白的表达载体或表达所述OxaL蛋白的重组微生物。
[0011]示例性的，所述羟化酶具有如下功能：将化合物3转换为化合物8。
[0012]示例性的，所述羟化酶具有如下功能：将化合物2转换为化合物9。
[0013]示例性的，所述羟化酶具有如下功能：将化合物4转换为化合物oxalicine B。
[0014]本专利技术还保护15
‑
deoxyoxalicine B生物合成基因簇，其中具有如下13个基因：oxaM基因、oxaE基因、oxaD基因、oxaC基因、oxaF基因、oxaG基因、oxaL基因、oxaH基因、oxaA基因、oxaI基因、oxaJ基因、oxaK基因和oxaB基因；
[0015]所述oxaM基因(编码链)如序列表的序列1中第409
‑
1287位所示；所述oxaE基因(模板链)具有四个外显子，依次对应于序列表的序列1第1819
‑
1889位、第1966
‑
2227位、第2280
‑
2650位、第2717
‑
3392位；所述oxaD基因(模板链)具有两个外显子，依次对应于序列表的序列1第3699
‑
3900位、第3965
‑
4476位；所述oxaC基因(编码链)具有四个外显子，依次对应于序列表的序列1第4847
‑
4897位、第4956
‑
5110位、第5165
‑
5491位、第5551
‑
6001位；所述oxaF基因(模板链)具有四个外显子，依次对应于序列表的序列1第6024
‑
6250位、第6311
‑
6397位、第6453
‑
6891位、第6945
‑
6971位；所述oxaG基因(编码链)具有五个外显子，依次对应于序列表的序列1第7344
‑
7568位、第7620
‑
7736位、第7800
‑
7971位、第8033
‑
8647位、第8706
‑
9145位；所述oxaL基因(模板链)具有三个外显子，依次对应于序列表的序列1第9903
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.OxaL蛋白或OxaL蛋白相关生物材料的应用，为如下(a1)或(a2)：(a1)OxaL蛋白或OxaL蛋白相关生物材料作为羟化酶的应用；(a2)OxaL蛋白或OxaL蛋白相关生物材料在制备羟化酶中的应用；所述OxaL蛋白为序列表的序列3所示的蛋白质；所述OxaL蛋白相关生物材料为编码所述OxaL蛋白的基因、表达所述OxaL蛋白的表达盒、表达所述OxaL蛋白的表达载体或表达所述OxaL蛋白的重组微生物。2.15
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deoxyoxalicine B生物合成基因簇，其中具有如下13个基因：oxaM基因、oxaE基因、oxaD基因、oxaC基因、oxaF基因、oxaG基因、oxaL基因、oxaH基因、oxaA基因、oxaI基因、oxaJ基因、oxaK基因和oxaB基因；所述oxaM基因如序列表的序列1中第409
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1287位所示；所述oxaE基因具有四个外显子，依次对应于序列表的序列1第1819
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1889位、第1966
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2227位、第2280
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2650位、第2717
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3392位；所述oxaD基因具有两个外显子，依次对应于序列表的序列1第3699
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3900位、第3965
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4476位；所述oxaC基因具有四个外显子，依次对应于序列表的序列1第4847
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4897位、第4956
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5110位、第5165
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5491位、第5551
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6001位；所述oxaF基因具有四个外显子，依次对应于序列表的序列1第6024
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6250位、第6311
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6397位、第6453
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6891位、第6945
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6971位；所述oxaG基因具有五个外显子，依次对应于序列表的序列1第7344
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7568位、第7620
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7736位、第7800
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7971位、第8033
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8647位、第8706
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9145位；所述oxaL基因具有三个外显子，依次对应于序列表的序列1第9903
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【专利技术属性】
技术研发人员：余利岩，张涛，张德武，谷国威，苏静，
申请(专利权)人：中国医学科学院医药生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：