[发明专利]硫肽前体蛋白质、编码该蛋白质的基因及其用途

说明书

本申请为2008年8月6日提交的、发明名称为“硫肽前体蛋白质、编码该蛋白质的基因及其用途”的PCT申请PCT/EP2008/060339的分案申请，所述PCT申请进入中国国家阶段的日期为2010年2月9日，申请号为200880102696.1。

本发明涉及用于硫肽(thiopeptide)生物合成的前体蛋白质、相应的结构基因及其用途。本发明还涉及用于遗传处理硫肽前体蛋白质的方法，或表达编码该硫肽前体蛋白质的基因以产生硫肽化合物或其衍生物的宿主细胞。本发明进一步涉及参与硫肽生物合成的基因的克隆和表征及其在硫肽化合物制备中的用途。

硫肽是天然的、富含硫的、高度修饰的大环肽，许多所述硫肽具有有效的抗生素活性。这些复杂的天然产物根据抗生素的Berdy化学分类分为噻唑肽(Berdy J.‘Recent developments of antibiotic research and classification of antibiotics according tochemical structure.’Adv Appl Microbio1.1974；18(0)：309-406.)并包括硫链丝菌肽、诺雪七肽、微球菌素、nocathiacin、amythiamicin、GE2270A等。硫肽共有许多共同结构特征：聚集在中心多吡咯结构域中的三元或四元取代的氮杂环，其为由修饰的杂环残基(包括噻唑类、唑类和吲哚类)和脱氢氨基酸组成的大环框架(framework)的一部分。硫肽的该大环标志使得它们与其他噻唑化合物，如博来霉素、杆菌肽、或小菌素B17区分开来。Hensens首先建议根据中心杂环结构域的结构和氧化状态对硫肽抗生素进行分类(O.D.Hensens和G.Albers-Schoenberg.‘Total structure of the peptide antibiotic componentsof thiopeptin by¹H and¹³C NMR spectroscopy.’Tetrahedron Lett.1978，3649)。来自Cardiff University的Mark Bagley和同事的近期综述已经扩展了Hensens的分类系统，以描述5个不同的中心杂环结构域：四元取代脱氢哌啶或饱和哌啶、二氢咪唑哌啶、三元取代吡啶和四元取代羟基吡啶(Bagley等‘Thiopeptide antibiotics.’Chem Rev.2005年2月；105(2)：685-714)。

尽管具有大量结构同源性，硫肽抗生素的作用(对蛋白质合成的抑制)位点和方式可分为两个功能类：结合称为L11结合结构域的23S核糖体RNA区域的那些和结合参与延伸循环的Ef-Tu蛋白质复合体的那些。经常认为在1954年首次分离为远青链霉菌(Streptomyces azureus)次生代谢物的硫链丝菌肽是硫肽家族的原型化合物(Donovick等‘Thiostrepton，a new antibiotic.’Antibiot Annu.1955-1956；3：554-9和Bagley等‘硫肽antibiotics.’Chem Rev.2005年2月；105(2)：685-714)。

假定硫肽通过利用称为非核糖体肽合成酶(NRPS)的大的多酶复合体的非核糖体方法合成(Mocek等‘Biosynthesis of the modified peptide antibiotic thiostrepton in Streptomyces azureus and Streptomyces laurentii’.J.Am.Chem.Soc.1993，115，7992—8001)。NRPS装配大环的实例是由真菌多孢木霉菌(Tolypocladiuminflatum)产生的免疫抑制肽环胞菌素。NRPS装配肽不限于通常见于蛋白质的常见的20种L氨基酸。相反，这些酶具有掺入数百种不常见氨基酸及衍生残基的更广泛的所有成分的生物合成能力。