[发明专利]一种N-脱氧核糖转移酶、编码基因及其高产菌株和应用

说明书

本发明提供一种N‑脱氧核糖转移酶、编码基因及其高产菌株和应用，涉及生物制药技术领域。N‑脱氧核糖转移酶高产菌株，其分类命名为希氏乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)ZJS01，保藏编号为CCTCC NO:M2015686。本发明还提供所述菌株产生的N‑脱氧核糖转移酶及编码所述N‑脱氧核糖转移酶的基因。本发明还提供含有所述基因的重组表达载体或重组菌及其在合成脱氧核苷中的应用。

技术领域

本发明涉及生物制药技术领域，具体涉及一种N-脱氧核糖转移酶、编码基因及其高产菌株和应用。

技术背景

肿瘤是一种严重威胁人类健康的疾病，尽管迄今尚未发现根治肿瘤的药物，但自1943年氮芥用于治疗恶性淋巴瘤后，几十年来抗癌化疗取得了相当大的进展。其中核苷类似物是一类重要的抗癌化疗剂，包括各种嘌呤和嘧啶核苷的衍生物。嘧啶核苷类似物中脱氧胞苷类似物是一类重要的抗癌化疗剂，其主要是嘧啶核苷的衍生物，如阿糖胞苷、吉西他滨、曲杀他滨、地西他滨等。

地西他滨是一类新型的核苷类似物抗癌化疗剂，是天然核苷2'-脱氧胞苷类似物。地西他滨是一类β-型异构体，它是经过在母体脱氧核糖支链的异头碳上引入嘧啶类碱基而形成的物质。该药物分别于2006年4月和5月由欧洲EMEA和美国FDA批准上市，用于治疗原发性和继发性骨髓增生异常综合症。地西他滨经磷酸化后转化为5'-单磷酸脱氧胞苷类似物，在DNA聚合酶作用下直接掺入至DNA甲基转移酶中，抑制DNA的合成及甲基化，从而抑制肿瘤细胞的生长。它在体外不能抑制DNA的合成，而在肿瘤细胞内能引发低甲基化，且有维持基因的相关细胞分化和增殖控制功能。由于特殊的药物作用机制，地西他滨引起了广大学者的研究兴趣。

核苷类化合物传统的合成方法多为化学合成法，步骤繁多，并且最终的转化率不高，产物成分复杂，分离纯化难度大。N-脱氧核糖转移酶催化脱氧核糖从嘌呤(或嘧啶)脱氧核苷直接转移到嘌呤(或嘧啶)核苷。利用N-脱氧核糖转移酶为催化剂催化合成脱氧核苷，例如地西他滨，整个反应只需一步即可完成，但是，现有N-脱氧核糖转移酶的催化效率较低，产物转化率较低，难以产业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种N-脱氧核糖转移酶高产菌株，产生的N-脱氧核糖转移酶能够用于高效制备脱氧核苷。

本发明的另一目的是提供N-脱氧核糖转移酶及其编码基因，该酶能够用于高效制备脱氧核苷。

本发明的再一目的是提供所述N-脱氧核糖转移酶在合成脱氧核苷中的应用，产物的产率较高。

为了实现本发明的目的，本发明首先从本实验室菌库中获得一株N-脱氧核糖转移酶产生菌，分类命名为希氏乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)ZJS01，其保藏编号为CCTCCNO:M 2015686。

本发明对希氏乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)ZJS01的生物学特征进行鉴定，该菌株为革兰氏阳性菌株，无芽孢的杆菌，厌氧，最适生长温度为25～35℃。其生理生化特性表现在：发酵葡萄糖和果糖，通常不发酵其他碳水化合物。

经16S rDNA序列分析，该菌株鉴定为希氏乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)。

本发明进一步分离克隆到希氏乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)ZJS01菌株所产N-脱氧核糖转移酶的编码基因，全长483个碱基，具体如SEQ ID NO:1所示。该酶具有SEQID NO:2所示的氨基酸序列，为此基因的改造并在各种外源基因表达系统中高效表达提供了优良的基因材料。希氏乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)ZJS01菌株所产N-脱氧核糖转移酶命名为N-脱氧核糖转移酶NDT。