[发明专利]一种高产雷帕霉素的吸水链霉菌

说明书

本发明提供了一种高产雷帕霉素的吸水链霉菌。所述吸水链霉菌（Streptomyces rapamycinicus）是采用基因敲除使吸水链霉菌（Streptomyces rapamycinicus）NRRL 5491缺失基因组中4083721‑4085064位部分或全部序列的突变株。本发明的菌株可用于工业化生产雷帕霉素，与NRRL 5491菌株相比，雷帕霉素发酵产量达1567.27mg/L，提高125.13%。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种吸水链霉菌及其产雷帕霉素的应用。

背景技术

链霉菌是放线菌纲中最大的一个属，具有复杂的形态分化和次生代谢途径，可产生多种具重要价值的天然代谢物，目前临床上应用的抗生素约2/3来源于链霉菌，如链霉素、红霉素、克林霉素等，另外链霉菌属产生的代谢物还包括抗肿瘤剂、免疫抑制剂等如阿霉素、环孢素、雷帕霉素等。其中雷帕霉素是1975年首次从吸水链霉菌（Streptomyces hygroscopicus）中分离获得一种大环内酯类抗生素，现已开发为一种新型强效免疫抑制剂，并广泛应用于临床研究。雷帕霉素（Rapamycin, C₅₁H₇₉NO₁₃）又称西罗莫司，其免疫抑制作用相比目前临床使用的免疫抑制药物环孢素A和他克莫司（FK506），具口服剂量更小、抗排异作用更强，且副作用更少等优势。1999年美国FDA批准其作为新型临床抗肾移植排斥反应药物，2010年获中国食品药品监督管理局（CFDA）批准上市，雷帕霉素上市以后，迅速成为世界各地器官移植者的首选口服强效免疫抑制剂。近年来，在自然科学国际杂志Nature、Science、Cell等研究表明雷帕霉素在抗肿瘤（胰腺癌、肝癌、肺癌）、抗衰老、神经系统疾病（阿尔茨海默病、帕金森病）及代谢性疾病（糖尿病、肥胖症）等方面取得一系列进展。2016年国际杂志eLife新研究证实雷帕霉素可将小鼠寿命延长60%，这项研究中最“年长”的小鼠存活了1400天，对于一个人来说，相当于活了140岁。这些科研成果有效预示了雷帕霉素应用前景十分广阔。

目前提高雷帕霉素产量主要通过诱变育种、发酵条件优化等方法。但诱变筛选途径存在诱变不定向性和工作量大等缺点，发酵条件优化提升菌株产量的空间有限。现有技术中，国内雷帕霉素最高发酵水平不足1g/L，导致工业化生产成本较高，雷帕霉素原料药及药品零售价也相应较高。因此，发酵产量较低成为雷帕霉素普及应用的制约瓶颈，利用基因工程手段定向改造吸水链霉菌为提高雷帕霉素产量提供了一个新途径。

发明内容

针对目前缺少高产雷帕霉素菌株的问题，本发明提供一种吸水链霉菌突变株，通过基因敲除可以使突变株的雷帕霉素产量大幅提高。

本发明的另一目的在于提供一种敲除上述基因的吸水链霉菌在工业化生产雷帕霉素的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种吸水链霉菌（Streptomyces rapamycinicus），是采用基因敲除方法使吸水链霉菌（Streptomyces rapamycinicus）NRRL 5491缺失基因组中4083721-4085064位部分或全部序列的突变株。部分缺失的序列可以为连续一段或者相互间隔的几段。

所述吸水链霉菌（Streptomyces rapamycinicus）NRRL 5491的基因组序列为GenBank: CP006567.1。所述基因组中4083721-4085064位的序列，简称为A基因，如SEQ IDNo: 1所示。所述述吸水链霉菌NRRL 5491可以通过商业化购买获得。