本发明专利技术公开了一种厦霉素A和氧厦霉素的生物合成基因簇及其应用。该生物合成基因簇的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1的第2693~26792位的碱基序列所示，包含18个基因，具体为：负责萜类骨架合成的基因，即xiaD、xiaE、xiaF、xiaN、xiaP共5个基因；氧化还原酶基因，即xiaA、xiaB、xiaI、xiaJ、xiaK、xiaL、xiaM、xiaO共8个基因；编码调控子和转运子的基因，即xiaC、xiaG、xiaH、xiaQ、xiaR共5个基因。本发明专利技术所提供的包含厦霉素A和和氧厦霉素生物合成相关的所有基因和蛋白信息可以帮助人们理解厦霉素家族天然产物的生物合成机制，为进一步遗传改造提供了材料和知识。本发明专利技术所提供的基因及其蛋白质也可以用来寻找和发现可用于医药、工业或农业的化合物或基因、蛋白。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微生物基因工程领域，具体涉及吲哚倍半萜类抗生素厦霉素A(xiamycin A)和氧厦霉素(oxiamycin)的生物合成基因簇及其应用。
技术介绍
吲哚倍半萜是一类含有吲哚的生物碱。已报道发现的吲哚倍半萜生物碱类化合物主要来源于植物，例如来自暗罗属植物Polyalthia oliveri的polyalthenol ;来自舌甘杨(P. suaveolens)的 polyveoline 以及来自 Greenwayodendron suaveolens 的suaveolindole等,最近的一个例子是polysin和pentacyclindole。直到最近十年，真菌来源的11引哚倍半職才陆续被报道,包括sespendole和lacanindoles。Cane的基因组数据挖掘工作表明放线菌是萜类化合物的丰富来源。与此相对应，最近，一些来源于放线菌的吲 哚倍半職类化合物相继被发现，包括从一株土壤链霉菌中分离到的oridamycin A和B,从两个红树林植物内生链霉菌中分离到的厦霉素A (xiamycin A，I)，其结构式如图I所示和B，以及 indosespene (3)和 sespenine。研究发现，来自 Streptomyces sp. strain KS84 的Oridamycins A和B具有抗真菌活性，来自红树林内生菌Streptomyces sp. GT2002/1503的厦霉素A具有选择性的抗HIV活性和中等抗菌活性。近十多年来发展起来的组合生物合成技术为改造复杂天然产物提供了新的思路和方法。在阐明了自然界的生物合成途径、克隆和鉴定微生物天然产物生物合成基因簇的基础上，采用组合生物合成技术对发现的生物合成基因、调控基因进行体内敲除、突变、置换和重组等操作，不但能够生产“非天然”的天然产物结构类似物，而且还可以提高天然产物的产量，或定向积累所需要的天然产物，为天然产物的发现和药物开发提供分子和活性多样性。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种厦霉素A和氧厦霉素的生物合成基因簇。本专利技术的厦霉素A和氧厦霉素的生物合成基因簇，其特征在于，该生物合成基因簇的核苷酸序列如SEQ ID NO. I的第2693 26792位的碱基序列所示，包含18个基因，具体为(I)负责職类骨架合成的基因，即xiaD、xiaE、xiaF、xiaN、xiaP共5个基因xiaD位于基因簇核苷酸序列第5512-6504个碱基处，长度为993个碱基对，编码4-羟基-3-甲基-2- 丁烯基-焦磷酸还原酶，330个氨基酸；xiaE位于基因簇核苷酸序列第6517-8334个碱基处，长度为1818个碱基对，编码I-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶,605个氨基酸；xiaF位于基因簇核苷酸序列第8331-9482个碱基处，长度为1152个碱基对，编码4-羟基-3-甲基-2- 丁烯基-焦磷酸合酶，383个氨基酸；XiaN位于基因簇核苷酸序列第16457-17482个碱基处，长度为1026个碱基对，编码聚异戊二烯二磷酸合酶，341个氨基酸；xiaP位于基因簇核苷酸序列第19795-20802个碱基处，长度为1008个碱基对，编码聚异戊二烯合成酶，335个氨基酸；(2)氧化还原酶基因，即 xiaA、xiaB、xiaI、xiaJ、xiaK、xiaL、xiaM、xiaO 共 8 个基因XiaA位于基因簇核苷酸序列第2693-3784个碱基处，长度为1092个碱基对，编码含有Rieske 2Fe-2S (铁硫蛋白)结构域加氧酶，363个氨基酸；xiaB位于基因簇核苷酸序列第3843-4337个碱基处，长度为495个碱基对，编码黄素还原酶，164个氨基酸； xial位于基因簇核苷酸序列第11512-12705个碱基处，长度为1194个碱基对，编码吲哚氧化酶/乙酰CoA脱氢酶，397个氨基酸；XiaJ位于基因簇核苷酸序列第12708-13097个碱基处，长度为390个碱基对，编码柠檬烯-1，2-环氧化物水解酶，129个氨基酸；XiaK位于基因簇核苷酸序列第13100-14890个碱基处，长度为1791个碱基对，编码芳香环羟化酶，596个氨基酸；XiaL位于基因簇核苷酸序列第14890-15123个碱基处，长度为234个碱基对，编码铁氧化还原蛋白，77个氨基酸；XiaM位于基因簇核苷酸序列第15149-16318个碱基处，长度为1170个碱基对，编码细胞色素P450氧化酶,389个氨基酸；xiaO位于基因簇核苷酸序列第17610-19766个碱基处，长度为2157个碱基对，编码单加氧酶，718个氨基酸；(3)编码调控子和转运子的基因，即xiaC、xiaG、xiaH、xiaQ、xiaR共5个基因xiaC位于基因簇核苷酸序列第4502-5278个碱基处，长度为777个碱基对，编码IclR家族的转录调控蛋白，258个氨基酸；xiaG位于基因簇核苷酸序列第9930-10652个碱基处，长度为723个碱基对，编码LuxR家族调控蛋白，240个氨基酸；xiaH位于基因簇核苷酸序列第10645_11445个碱基处，长度为801个碱基对，编码假定的膜蛋白，266个氨基酸；xiaQ位于基因簇核苷酸序列第20897-23875个碱基处，长度为2979个碱基对，编码LuxR家族的转录调控蛋白，992个氨基酸；xiaR位于基因簇核苷酸序列第24018-26792个碱基处，长度为2775个碱基对，编码LuxR家族的转录调控蛋白，924个氨基酸。在厦霉素A生物合成基因簇的上下游基因，即orf (-2)、orf(-l)、orfl、orf2共4个基因orf (-2)位于基因簇核苷酸序列第1_1644个碱基处，长度为1644个碱基对，编码FAD (黄素腺嘌呤二核苷酸)依赖型氧化还原酶，547个氨基酸；orf (-1)位于基因簇核苷酸序列第1641-2696个碱基处，长度为1056个碱基对，编码乙醇脱氢酶，351个氨基酸；orfl位于基因簇核苷酸序列第27049-27486个碱基处，长度为438个碱基对，编码锌金属蛋白酶，编码145个氨基酸；orf2位于基因簇核苷酸序列第27845-29371个碱基处，长度为1527个碱基对，编码假定的钠耦合通透酶，编码508个氨基酸。SEQ ID NO. I的第2693位到26792位的碱基序列的互补序列可根据DNA碱基互补原则随时得到。SEQ ID NO. I的第2693位到26792位的的核苷酸序列或部分核苷酸序列可以通过聚合酶链式反应(PCR)或用合适的限 制性内切酶酶切相应的DNA或DNA体外合成技术或使用其他合适的技术得到。本专利技术提供了得到至少包含部分SEQ ID NO. I的第2693位到26792位中DNA序列的重组DNA载体的途径。本专利技术还提供了产生厦霉素A生物合成基因被中断或其他基因改造的途径，至少其中之一的基因包含有SEQ ID NO. I的第2693位到26792位中的核苷酸序列。本专利技术所提供的核苷酸序列或部分核苷酸序列，可利用聚合酶链式反应(PCR)的方法或包含本专利技术序列SEQ ID NO. I的第2693位到26792位的DNA作为探针以Southern杂交等方法从其他生物体中得到与厦霉素A生物合成基因簇相似本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种厦霉素A和氧厦霉素的生物合成基因簇，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ？ID？NO.1的第2693~26792位的碱基序列所示。
【技术特征摘要】
1.一种厦霉素A和氧厦霉素的生物合成基因簇，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ IDNO. I的第2693 26792位的碱基序列所示。2.权利要求I所述的厦霉素A和氧厦霉素的生物合成基因簇在制备厦霉素A及其类似物中的应用。3.权利要求I所述的厦霉素A和氧厦霉素的生物合成基因簇在制备氧厦霉素及其类似物中的应用。4.权利要求I...
【专利技术属性】
技术研发人员：张长生，李慧贤，张庆波，李苏梅，朱义广，张光涛，张海波，田新朋，张偲，鞠建华，
申请(专利权)人：中国科学院南海海洋研究所，
类型：发明
国别省市：
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