[发明专利]谷氏菌素生物合成相关蛋白系统及其编码基因簇与应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种谷氏菌素生物合成相关蛋白系统及其编码基因簇与应用。

背景技术

微生物可产生种类繁多的次级代谢产物，其中最重要的是抗生素。在目前所知的15000多种微生物来源的天然抗生素中，约60％是由链霉菌产生的，这个数据无疑凸现了链霉菌在抗生素产业中所处的主导地位。已知的抗生素从结构上可大致分为：大环内酯类、四环素类、多肽类、糖肽类、β-内酰氨类、核苷类、氨基糖苷类等。核苷肽类抗生素是属于核苷类抗生素的一个类群，包括一类结构多样、活性各异的抗生素，从结构上来看，它们具有一个共同的特征，即都包括三个不同的结构元件：杂环碱基、氨基糖、稀有氨基酸或肽基部分；杂环碱基与氨基糖以N-C糖苷键相连，肽基部分与氨基糖之间以肽键相连。这类抗生素包括：谷氏菌素(gougerotin)，宁南霉素(ningnanmycin)，尼可霉素(nikkomycin)，多氧霉素(polyoxin)，杀稻瘟菌素(blasticidin)，灭粉霉素(mildiomycin)，嘌呤霉素(puromycin)等。

谷氏菌素(又称星霉素asteromycin、云谷霉素yungumycin)是一种胞嘧啶核苷肽类抗生素，1962年由日本科学家从谷氏链霉菌中分离得到，1968年确定了其化学结构，由胞嘧啶、氨基己糖和肌氨酰丝氨酸二肽三个部分组成。研究发现谷氏菌素具有抗革兰氏阳性和阴性细菌的活性，还具有抗支原体和抗病毒作用。关于作用机制的研究表明，谷氏菌素是蛋白合成的特异抑制子，对于非细胞系统的蛋白质合成有很强的抑制作用，其作用方式与嘌呤霉素类似，特异性抑制氨基酸的参入，而对完整蛋白链从核糖体的释放没有影响，其作用靶位是核糖体的肽基转移酶。我国科学家陆续从谷氏链霉菌、禾粟链霉菌和小白链霉菌中分离得到谷氏菌素，研究发现谷氏菌素还具有与5-氟尿嘧啶相当的抗肿瘤活性，其水解产物云南霉素具有较弱的抗细菌活性和更强的抗肿瘤活性，与5-氟尿嘧啶相比，其体内的抑瘤作用相近，细胞毒性较弱，表明其作为新抗肿瘤抗生素，有可能应用于肿瘤治疗。谷氏菌素的对映异构体宁南霉素，对水稻白叶枯病，白粉病，水稻稻瘟病等植物病原真菌和烟草花叶病毒的防治具有良好效果，表明谷氏菌素具有作为农用抗生素开发应用的前景。此外谷氏菌素还具有驱虫和杀螨等活性。

对于抗生素的途径改造优化、产量提高及组合生物合成等研究，都是以抗生素在微生物体内本来的生物合成为前提的，所以研究抗生素的生物合成，阐明其生物合成途径是一切工作的重要基础。但是目前关于谷氏菌素等类似化合物的研究一直集中在生物活性上，有关生物合成及其途径的工作至今未见报道。

核苷肽类抗生素中，还有杀稻瘟菌素、嘌呤霉素和链丝菌素的生物合成基因簇已经报道。其中杀稻瘟菌素与谷氏菌素具有类似的核苷部分，2003年，美国科学家报道了其生物合成基因簇，其中结构基因、调控基因和抗性基因在基因组上连锁存在。对于负责核苷部分合成的关键基因blsD，已经通过体外的生化研究证明了其功能，BlsD负责将胞嘧啶和UDP-葡萄糖醛酸进行缩合。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种与谷氏菌素合成相关蛋白组。

本发明提供的蛋白组，由蛋白1-蛋白25组成；

所述蛋白1为序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质或将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与谷氏菌素合成相关的由序列2衍生的蛋白质；

所述蛋白2为序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质或将序列表中序列3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与谷氏菌素合成相关的由序列3衍生的蛋白质；

所述蛋白3为序列表中序列4所示的氨基酸序列组成的蛋白质或将序列表中序列4所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与谷氏菌素合成相关的由序列4衍生的蛋白质；

所述蛋白4为序列表中序列5所示的氨基酸序列组成的蛋白质或将序列表中序列5所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与谷氏菌素合成相关的由序列5衍生的蛋白质；

所述蛋白5为序列表中序列6所示的氨基酸序列组成的蛋白质或将序列表中序列6所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与谷氏菌素合成相关的由序列6衍生的蛋白质；