一种菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2及其应用制造技术

本发明专利技术属于微生物和生物医药技术领域，具体涉及一种菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2及其应用。本发明专利技术从海参中分离出来真菌菌株菌核青霉(Penicillium sclerotiorum)SD

【技术实现步骤摘要】
一种菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2及其应用


[0001]本专利技术属于微生物和生物医药
，具体涉及一种菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2及其应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]菌核青霉(Penicillium sclerotiorum)属真菌界，子囊门，散囊菌纲，散囊菌目，发菌科，青霉属，本株菌核青霉SD
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36分离自海参。来源于海洋的青霉属真菌会产生不同于陆生微生物且结构新颖的海洋天然产物，海参共附生微生物与海参长期共存，共同抵御海洋特殊生态环境，具有生产多种结构及活性天然产物的巨大潜力。
[0004]嗜氮酮类化合物是一类结构新颖的真菌来源的聚酮类次级代谢产物，结构较为多样，具有高度氧化的吡喃醌双环核(通常称为异戊二烯)和季碳中心，具有多种生物活性。嗜氮酮类化合物的颜色一般为红色或者是黄色，属于一大类天然的真菌色素，这类化合物具有可用于食品着色剂的潜力。近年以来，已经报道过的一些嗜氮酮类化合物表现出了良好的抗氧化、抗病毒、抗微生物、抗炎以及抗癌活性，拥有开发为药物先导化合物的巨大潜力。
[0005]表观遗传修饰可以在不影响DNA序列的前提下，通过在DNA分子上添加化学修饰，来调整操纵基因的表达水平，且这种改变能够在发育和细胞增殖过程中稳定遗传，其调节机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA等。其中在真菌中研究最多的是DNA的甲基化和染色质中组蛋白的转录后修饰，它们主要通过影响染色质的结构和基因的转录水平，进一步的影响改变次级代谢产物的生物合成过程。组蛋白乙酰化和去乙酰化是基因转录调控的关键机制之一，组蛋白乙酰化有利于转录因子与DNA结合，激活基因转录过程，而组蛋白去乙酰化则会抑制基因转录过程。组蛋白去乙酰化酶HDAC是一类重要的表观遗传调控因子，其通过对组蛋白的赖氨酸残基进行修饰，从而控制基因的表达与沉默。HOS2是Ⅰ类HDAC的成员之一，其催化位点含有锌离子，为依赖性HDAC，在酿酒酵母中，HOS2被证明是次级代谢产物的调节因子。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术，本专利技术提供一种菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2及其应用，本专利技术从海参中分离出来真菌菌株菌核青霉(Penicillium sclerotiorum)SD
‑
36中的HDAC进行基因敲除，实现了对隐性生物合成基因簇的激活并且提高了化合物核丛青霉素(sclerotiorin)的产量。研究发现，该化合物显示出良好的抗细菌、抗真菌活性，具有广谱抗菌性，对植物病原菌的控制有一定的潜力；此外，该化合物也具有一定的对H1N1的抗病毒活性，具备开发为药物先导化合物的潜力，因此具有良好的实际应用之价值。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术的第一个方面，提供一种菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2，所述基因具有(a1)
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(a3)中任一所述核苷酸序列：
[0009](a1)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；
[0010](a2)与(a1)互补的核苷酸序列；
[0011](a3)与(a1)或(a2)所示的核苷酸序列具有≥90％(例如90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％(完全)序列)一致性且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列。
[0012]本专利技术的第二个方面，提供一种菌核青霉组蛋白去乙酰化酶，所述菌核青霉组蛋白去乙酰化酶的氨基酸序列为如下(b1)
‑
(b3)中任一种：
[0013](b1)SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0014](b2)与SEQ ID NO.2所示的序列具有≥80％(优选如80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％，进一步优选如91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％)序列同一性的序列；
[0015](b3)将(b1)经过一个或几个(如1个、2个或3个等)保守氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同生物活性的由其衍生的蛋白质。
[0016]本专利技术的第三个方面，基于上述菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2所设计的扩增引物、含有上述菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2的重组表达载体亦在本专利技术的保护范围之内。
[0017]其中，所述扩增引物包括SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5所示序列。
[0018]所述重组表达载体通过上述基因有效地连接到表达载体上获得，所述表达载体为病毒载体、质粒、噬菌体、黏粒或人工染色体中的任意一种或多种；病毒载体可包括腺病毒载体、逆转录病毒载体或腺伴随病毒载体，人工染色体包括细菌人工染色体(BAC)、噬菌体P1衍生的载体(PAC)、酵母人工染色体(YAC)或哺乳动物人工染色体(MAC)；进一步优选为真菌质粒；更进一步优选为pFC332质粒；
[0019]本专利技术的第四个方面，提供一株工程菌，所述工程菌为抑制上述菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2及其表达产物表达和/或活性降低的菌株。
[0020]具体的，所述工程菌可以为在出发菌株中敲除组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2后获得。
[0021]其中，所述出发菌株包括但不限于细菌和真菌，在本专利技术的一个具体实施方式中，所述出发菌株为真菌，具体为菌核青霉(Penicillium sclerotiorum)SD
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36，其已被中国普通微生物菌种保藏中心保藏，保藏号为CGMCC No.40419，保藏日期为2022年11月10日，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。
[0022]更具体的，所述工程菌的具体构建方法如下：构建适合青霉菌中表达的Cas9质粒，利用PEG介导的菌核青霉原生质体转化方法转化Cas9质粒，即获得敲除上述菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2的重组菌核青霉菌株。
[0023]其中，含有PsHOS2的靶序列的gRNA表达序列如SEQ ID NO.3所示，使用引物如SEQ ID NO.4
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5所示。
[0024]其中，所述菌核青霉为上述菌核青霉(Penicillium sclerotiorum)SD
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36。
[0025]本专利技术的第五个方面，提供上述菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2、上
述菌核青霉组蛋白去乙酰化酶、上述重组表达载体和/或上述工程菌在如下任意一种或多种中的应用：
[0026]c1)提高菌核青霉次级代谢产物丰富度；
[0027]c2)提高菌核青霉产嗜氮酮类化合物能力；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2，其特征在于，所述基因具有(a1)
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(a3)中任一所述核苷酸序列：(a1)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；(a2)与(a1)互补的核苷酸序列；(a3)与(a1)或(a2)所示的核苷酸序列具有≥90％一致性且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列。2.一种菌核青霉组蛋白去乙酰化酶，其特征在于，所述菌核青霉组蛋白去乙酰化酶的氨基酸序列为如下(b1)
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(b3)中任一种：(b1)SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b2)与SEQ ID NO.2所示的序列具有≥80％序列同一性的序列；(b3)将(b1)经过一个或几个保守氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同生物活性的由其衍生的蛋白质。3.一种扩增引物，其特征在于，基于权利要求1所述菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2所设计；进一步的，所述扩增引物包括SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5所示序列。4.一种重组表达载体，其特征在于，所述重组表达载体含有权利要求1所述菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2；进一步的，所述重组表达载体通过上述基因有效地连接到表达载体上获得，所述表达载体为病毒载体、质粒、噬菌体、黏粒或人工染色体中的任意一种或多种；进一步优选为真菌质粒；更进一步优选为pFC332质粒。5.一株工程菌，其特征在于，所述工程菌为抑制权利要求1所述菌核青霉组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2及其表达产物表达和/或活性降低的菌株；具体的，所述工程菌为在出发菌株中敲除组蛋白去乙酰化酶编码基因PsHOS2后获得。6.如权利要求5所述工程菌，其特征在于，所述出发菌株包括细菌和真菌；进一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵佩佩，夏雪奎，吴清华，李哲，张立新，殷欣，孟艺伟，王盟盟，任敬丽，
申请(专利权)人：山东省科学院生物研究所，
类型：发明
国别省市：