[发明专利]可利霉素生物合成基因簇

说明书

本发明提供了可利霉素生物合成连锁基因簇，共有44个基因开放阅读框，核苷酸序列全长89315 bp，其中含有5个编码聚酮合酶，包括8个模块，37个结构域，以及与聚酮合成延长单位及修饰相关的orf有9个，与糖基合成相关的orf有16个，与糖基转移相关的orf有6个。通过基因簇序列信息和结构分析，可以进一步对其产生菌进行遗传操作，获得新型、更有效的抗生素，如通过基因操作来改变其PKS合成模块式结构、进行内酯环后修饰的改变、糖基因的置换或修饰，创造新的大环内酯类抗生素，也可以通过对抗性基因或调节基因的遗传操作，提高抗生素的产量本发明所提供的氨基酸序列，可以用来分离需要的蛋白质并可用于抗体制备。

技术领域：

本发明属于微生物基因资源和基因工程领域，具体涉及基因工程抗生素生物合成基因簇的克隆、分析、功能研究及其应用。

技术背景：

可利霉素曾用名生技霉素、必特螺旋霉素，是利用合成生物学技术研制的16元环大环内酯类抗生素[专利号：ZL971044406、ZL 021487715]，是以4”-异戊酰螺旋霉素Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ为主组分的在4”-位羟基多种酰基化的螺旋霉素，其中Ⅲ组分约占30％以上、Ⅱ组分25％左右，Ⅰ组分不超过10％。

可利霉素结构式

异戊酰螺旋霉素Ⅲ：R＝COCH₂CH₃ R′＝COCH₂CH(CH₃)₂

异戊酰螺旋霉素Ⅱ：R＝COCH₃ R′＝COCH₂CH(CH₃)₂

异戊酰螺旋霉素Ⅰ：R＝H R′＝COCH₂CH(CH₃)₂

可利霉素对革兰氏阳性菌有较强的活性，对红霉素和β-内酰胺类抗生素耐药菌、流感杆菌、淋球菌、军团菌、脆弱拟杆菌、产气荚膜梭菌有抗菌活性。尤其对肺炎支原体、沙眼衣原体和肺炎衣原体具有较强的活性[余兰香等，四川生理科学杂志；1998,20(3),专利号：2003101224209]，有较好的抗生素后效应和抗生素亚抑菌浓度效应。其与同类药没有完全交叉耐药性。药代动力学研究表明，可利霉素有较高的亲脂性，在胞内抗菌活性强，口服吸收快，绝对生物利用度高，组织渗透性强，其组织浓度高于血浆浓度，组织分布广，消除半衰期长，在体内维持时间长[孙丽文等，中国药理学通报2000，16(6)：694-8；钟大放等，Jchromatography B.2003，791：45；史向国等，Asian Journal of Drug Metabolism andPharmacokinetics.2003，3(2)：134；史向国等，Chinese Chemical letter 2004,15:431；史向国等，Acta Pharmacologica Sinica,2004,25:1396]。药理、毒理及已完成的临床三期研究结果表明，可利霉素用于治疗呼吸道感染其疗效确切，不良反应率低，尤其对肝脏损害小，安全性好[林赴田等，第八次全国抗生素学术会议论文汇编1997,p.167；赵春燕等，中国抗生素杂志1998,23(4)：306；孙涛等，中国抗生素杂志2001，26(1)：49-51]。可利霉素是利用基因重组技术获得的基因工程菌发酵直接产物，制备工艺简便、可以有效地避免化学污染及节省能源。其口服制剂服用方便，每日只需服用一次，有利于提高患者的用药依从性，也便于进入基本医保药物系列。