本发明专利技术公开了一种格瑞克霉素和P-1894B的生物合成基因簇及其应用。格瑞克霉素和P-1894B的生物合成基因簇的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1的第3722～40612位的碱基序列所示。本发明专利技术所提供的包含格瑞克霉素和P-1894B生物合成相关的所有基因和蛋白信息，可以帮助人们理解角环素类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，具体涉及一组角环素(angucycline)抗生素，格瑞克霉素(grincamycin)和P-1894B(vineomycin Al)的生物合成基因簇及其应用。
技术介绍
:格瑞克霉素和P-1894B是一类由角环素为骨架连接5个糖配基所组成的抗生素，具有很好的抗各种肿瘤细胞和革兰氏阳性细菌的活性，其结构式如附图说明图1所示。角环素是指通过聚酮生物合成途径形成十聚酮链而产生的具有角四环即苯并蒽环(Benz[a]anthracene)结构并不含糖配基的化合物。角环素类化合物分别于1965及1966年被Dann和Kunstmann and Mitscher等人首次报道过。微生物次级代谢产物生物合成是由多酶体系参与的，这些多酶体系中的各个酶系按照一定的组织结构协调起作用。聚酮化合物均是由多酶体系PKS催化酰基-CoA活化的底物之间的重复脱梭缩合而合成的。所有角环素类化合物都是由II型PKS形成的具有广泛生物活性及化学多样性的芳香多聚酮类化合物，其生物活性主要包括抗肿瘤、抗菌、抗病毒、酶抑制、血小板凝集抑制以及免疫调节等。由于角环素结构骨架及其糖配基数量和种类上的多样性，目前已发现天然的角环素类化合物总数超过170多个。目前有许多典型的角环素类型化合物的生物合成被报道，如wrdamycins，landomycins, gaudimycins, simocyclinone, oviedomycin。角环素类天然产物在过去十几年里由于其显著的生物活性及多样的糖基团而引起了许多科学家的关注。除了从自然界中获得典型的天然角环素类化合物，通过组合生物合成的手段对角环素类化合物生物合成基因簇进行改造也已经获得一些新的具有显著生物活性的角环素类衍生化合物。另外，可以通过对化合物生物合成途径的了解，对一些化合物结构进行修饰，得 到目标的化合物，或者通过对一些调控基因进行改造，可以达到提高目标化合物产量的目的。由于存在角环素化合物的毒性及可溶性问题，目前并没有该类化合物进入临床试验药物的报道，所以可以通过组合生物合成的手段，对该类化合物进行定向修饰，从而能够得到具有用药前景的角环素类化合物。组合生物合成是近20年发展起来的一种合成天然产物结构多样性，用以发现和发展药物的新方法。它尤其适合于化学方法难以合成的那些复杂的生物大分子化合物。由于分子遗传工程、基因工程的发展，以及基因组学和蛋白质组学等学科研究的不断深入，诸多与微生物代谢相关的生物合成基因和蛋白功能被认知与掌握。通过生物信息学和微生物遗传学手段可确定基因簇中的各模块或结构域的功能，如将这些模块或结构域进行多种“自由”组合就可能产生核心环合成和功能基团各异的新型“非天然”天然产物。组合生物合成和代谢工程在筛选和发展新型药物方面日益成为生物、化学和医药界关注的重点。基于聚酮和聚肽类天然产物的独特化学结构和良好生物活性，研究它们的生物合成机制，将为合理化遗传修饰生物合成途径获得结构类似物提供遗传和生物化学的基础，实现利用现代生物学和化学的技术手段在微生物体内进行药物开发的目的。
技术实现思路
:本专利技术的第一个目的是提供一种格瑞克霉素和P-1894B的生物合成基因簇。本专利技术的格瑞克霉素和P-1894B的生物合成基因簇来源于链霉菌Streptomyceslusitanus SCSIO LR32，其特征在于，该生物合成基因簇是从包含有整个格瑞克霉素和P-1894B生物合成基因簇的coSmidl79F中测序获得的，该格瑞克霉素和P-1894B的生物合成基因簇的核苷酸序列如SEQ ID N0.1的第3722 40612位的碱基序列所示，包含30个基因，具体为:(I)负责格瑞克霉素和P-1894B的角环素骨架合成的基因，即gcnH、gcn1、gcnJ共3个基因:gcnH位于基因簇核苷酸序列(SEQ ID N0.1，下同)第11220-12500个碱基处，长度为1281个碱基对，编码酮基合成酶，426个氨基酸；gcnl位 于基因簇核苷酸序列第12497-13717个碱基处，长度为1221个碱基对，编码II型PKS链延伸因子模块，406个氨基酸；gcnj位于基因簇核苷酸序列第13794-14063个碱基处，长度为270个碱基对，编码酰基载体蛋白，89个氨基酸；(2)负责格瑞克霉素和P-1894B的角环素骨架后修饰的基因，即gcnA、gcnC、gcnF、gcnK、gcnL、gcnM、gcnP、gcnT、gcnU 共 9 个基因:gcnA位于基因簇核苷酸序列第3722-4840个碱基处，长度为1119个碱基对，编码氧化还原酶，372个氨基酸；gcnC位于基因簇核苷酸序列第6612-7211个碱基处，长度为600个碱基对，编码NADPH-依赖型黄素单核苷酸还原酶，199个氨基酸；gcnF位于基因簇核苷酸序列第9396-10883个碱基处，长度为1488个碱基对，编码氧化还原酶，495个氨基酸；gcnK位于基因簇核苷酸序列第14192-14977个碱基处，长度为786个碱基对，编码酮基还原酶,261个氨基酸；gcnL位于基因簇核苷酸序列第14998-15933个碱基处，长度为936个碱基对，编码环化酶，311个氨基酸；gcnM位于基因簇核苷酸序列第15935-17923个碱基处，长度为1989个碱基对，编码氧化还原酶，662个氨基酸；gcnP位于基因簇核苷酸序列第32089-33624个碱基处，长度为1536个碱基对，编码羧基转移酶，511个氨基酸；gcnT位于基因簇核苷酸序列第37801-39597个碱基处，长度为1797个碱基对，编码氧化还原酶，598个氨基酸；gcnU位于基因簇核苷酸序列第39587-40612个碱基处，长度为1026个碱基对，编码氧化还原酶，341个氨基酸；(3)负责格瑞克霉素和P-1894B的脱氧糖合成的基因，即gcnSl、gcnS2、gcnS3、gcnS4、gcnS5、gcnS6、gcnS7、gcnS8 共 8 个基因:gcnSl位于基因簇核苷酸序列第21799-22293个碱基处，长度为495个碱基对，编码NDP-己糖3，5-异构酶，164个氨基酸；gcnS2位于基因簇核苷酸序列第23455-24522个碱基处，长度为1068个碱基对，编码dNDP-葡糖合成酶，355个氨基酸；gcnS3位于基因簇核苷酸序列第24519-25502个碱基处，长度为984个碱基对，编码dNDP-葡糖4，6脱水酶，327个氨基酸；gcnS4位于基因簇核苷酸序列第25537-26547个碱基处，长度为1011个碱基对，编码NDP-己糖4-酮基还原酶,336个氨基酸；gcnS5位于基因簇核苷酸序列第26550-27854个碱基处，长度为1305个碱基对，编码NDP-己糖3，4-脱水酶，434个氨基酸；gcnS6位于基因簇核苷酸序列第27907-28671个碱基处，长度为765个碱基对，编码NDP-己糖4-酮基还原酶,254个氨基酸；gcnS7位于基因簇核苷酸序列第29709-31112个碱基处，长度为1404个碱基对，编码NDP-己糖2，3-脱水酶，467个氨基酸；gcnS8位于基因簇核苷酸序列第31109-32068个碱基处，长度为960个碱基对，编码本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种格瑞克霉素和P?1894B的生物合成基因簇，其特征在于，该格瑞克霉素和P?1894B的生物合成基因簇的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1的第3722～40612位的碱基序列所示。
【技术特征摘要】
1.一种格瑞克霉素和P-1894B的生物合成基因簇，其特征在于，该格瑞克霉素和P-1894B的生物合成基因簇的核苷酸序列如SEQ ID N0.1的第3722 40612位的碱基序列所示。2.权利要求1所述的格瑞克霉素和P-1894B的生物合成基因簇在制备格瑞克霉素或/和P-1894B及其类似物中的应用。3.如SEQID N0.1所示的核苷酸序列在制备化合物P-1894B中的应用。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，是将如SEQID N0.1所示的核苷酸序列转入链霉菌S.coelicolor中异源表达产生化合物P-1894B。5.一种FAD/FMN依赖型脱氢酶的编码基因gcnQ，其特征在于，其核苷酸序列如SEQIDN0.1的第34148-35737位碱基所示。6.一种权利要求5所述的FAD/FMN依赖型脱氢酶的编码基因gc...
【专利技术属性】
技术研发人员：鞠建华，张云，黄洪波，刘静，马俊英，
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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