[发明专利]甾体化合物侧链修饰基因及其应用

说明书

本发明属于基因工程和生物合成领域，特别涉及甾体化合物的生物合成。本发明提供了在绿胶霉素类化合物合成中对侧链断裂具有关键作用的基因，分别命名为VidF、VidP和VidH及其编码多肽。所述多肽序列如SEQ ID NO：1‑3所示；所述核苷酸序列如SEQ ID NO：4‑6所示。

技术领域

本发明属于基因工程和生物合成领域，特别涉及甾体化合物的生物合成。

背景技术

自1945年绿胶霉素被发现以来(Brian,P.W.McGowan.,J.C.Viridin:a highlyfungistatic substance produced by Trichoderma viride.Nature 156,144-145(1945))，大量研究表明这类化 合物具有光谱的抗真菌作用，抗炎作用以及抗细菌活性，特别地，还发现他们是纳摩尔级别 的PI3K基酶抑制剂，其中渥曼青霉素已经发展成为一种商业的PI3K抑制剂被广泛使用。由 于信号分子PI3K在肿瘤方面的重要作用，绿胶霉素类化合物作为PI3K抑制剂已被发现具有 重要的抗肿瘤活性，其中渥曼青霉素半合成类似物PX-886作为抗肿瘤药物最近已经进入II期 临床研究。由于这类化合物结构特殊，活性多样，已经引起人们的广泛关注。经过过去20年 期间不断开展的对呋喃甾体类化合物的全合成研究，已于2017年全合成了渥曼青霉素、左旋 绿胶霉素以及左旋绿毛菌醇。然而相比于化学合成，生物合成研究却一直未有实质性进展。

自上世纪60年代开始，人们便开始对绿胶霉素类化合物的生物合成机制展开研究。通过 喂养同位素标记的化合物mevalonate或者acetate，首次证明了绿胶霉素不是来自二萜途径， 而是源于甾体(Grove,J.F.Viridin.Part VI.Evidence for a steroidalpathway in the biogenesis of viridin from mevalonic acid.J.Chem.Soc.C.,549-551(1969)；Hanson,J.R.Wadsworth,H.J. Biosynthesis ofdemethoxyviridin.J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,360-361.(1979)；Simpson,T. J.,Lunnon,M.W.MacMillan,J.Fungal products.Part 21.Biosynthesis of the fungalmetabolite,wortmannin,from[1,2-¹³C₂]-acetate.J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1,931-934. (1979))。随后，Golder等人通过喂养¹⁴C标记的羊毛甾醇，证明绿胶霉素化合物的生物合成 前体和麦角甾醇一样都是羊毛甾醇(Golder,W.S.Watson,T.R.Lanosterolderivatives as precursors in the biosynthesis of viridin.Part 1.J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1,422-425(1980))。 Hanson等人从产去甲氧绿胶霉素的菌株中进一步发现了一系列麦角甾醇侧链衍生物C6和 C7醇，证明了在去甲氧绿胶霉素生物合成过程中，甾醇侧链断裂发生在C20和C22之间 (Hanson,J.R.,O'Leary,M.A.Wadsworth,H.J.Fungalcleavage of the sterol side chain.J. Chem.Soc.,Chem.Commun.,853-854(1980)；Hanson,J.R.,O'Leary,M.A.Wadsworth,H.J. Studies of terpenoidbiosynthesis.Part 29.The cleavage of the sterol side chain in thebiosynthesis of demethoxyviridin.J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1,871-873(1983))。这些结果充分说明了绿胶 霉素类化合物是从麦角甾醇生物合成途径分支而来。不过，在绿胶霉素类化合物的生物合成 机制研究中，仍然存在多个关键问题没有解决，特别是在C17位的侧链断裂修饰的反应机制 和关键基因，从而大大限制了绿胶霉素类化合物的生物合成。因此本领域迫切需要鉴定出在 绿胶霉素类化合物的生物合成过程中，能够促进甾醇的侧链断裂的关键基因。