[发明专利]化合物ilamycin F及其应用

说明书

本发明公开了一种定向生产抗结核活性和抗肿瘤活性化合物的基因工程菌株及其应用。基因工程菌株，其是将链霉菌Streptomyces atratus SCSIO ZH16的基因组中的ialL基因或ilaR基因敲除后获得的基因工程菌株，所述的ialL基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述的ialR基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。基因工程菌株能产生具有抗结核活性和抗肿瘤活性的化合物1、2、3、4、5，显示出其在抗结核药物开发中的重大价值。因此，定向生产具有抗结核和抗肿瘤活性化合物基因工程菌株的成功构建将会加速该类化合物的产业化进程，推动中国海洋药物的发展。

本分案申请是专利申请日2016年10月09日，申请号为201610885104.4，发明名称为一种定向生产抗结核活性和抗肿瘤活性化合物的基因工程菌株及其应用的分案申请。

技术领域

本发明属于微生物基因工程和代谢工程领域，具体涉及一种定向生产抗结核活性和抗肿瘤活性化合物环肽类抗生素ilamycins的基因工程菌株及其应用。

背景技术：

结核病是一个严重的并且是全球流行的传染性疾病，在感染性疾病引起的死亡中位居首位。目前，化疗依然是治疗成人结核病的主要手段。但是，由于结核分枝杆菌独特的致病机理和侵袭特征，能够有效对付结核分枝杆菌的药物依然有限并且药物的使用周期较长，同时伴随着非常严重的毒副作用，患者依从性较差或不能完全按疗程服用药物，致使多重耐药菌或泛耐药的出现和快速传播。另外，结核病与HIV的并发，使得人类对结核病的防控变得更加棘手和困难。我们迫切需要具有新的作用机理和更少毒副作用及不与其他药物发生交叉反应的新的抗结核药物。

另外，随着人口增长、生态环境的恶化和生活方式的改变、癌症已经成为危害人类健康的第一杀手。2008年全球有1270万癌症患者，到2030年，全球癌症病例可能增加75％，预计癌症患者达2220万人。而且现在，化疗药物依然是抗癌的主要手段。但是，现有药物的毒付作用和耐药性的迅速产生，我们迫切需要结构新颖、作用机制独特及具有较少毒副作用的抗肿瘤药物。

海洋微生物(尤其是放线菌)因其所处的独特的生存环境，造就了其进化出适应其极端环境的独特的酶系，具备了产生结构新颖、作用机制独特的化合物的潜能，已经成为了药物开发的新资源。有些菌株可以同时生产多个次级代谢产物，这对于化合物的多样性来说是个优点，但是对于定向的目标药物的开发而言，此优点则变成了缺点。因为药物开发公司更想针对性的拿到具有特定活性的化合物，这样不仅可以节约药物开发的成本，而且可以提高药物开发的效率，保证目标化合物的持续的、快速的供应。

抗生素的生物合成基因簇的发现和基因敲除技术的发展，为生产活性次级代谢产物的菌株的基因工程改造提供了可能和手段。已经有诸多研究通过生物合成和组合生物合成技术成功完成了较多结构复杂的天然产物的结构修饰、改造或某些目标成分的定向积累，构建了一系列活性相当或活性较强的衍生物，或高产突变株，为链霉菌的基因工程改造提供了有益的方法学的借鉴样本，为解决日益棘手的病原微生物的耐药问题和肿瘤疾病的治疗带来了新希望。

Ilamycins是一类结构新颖，成份复杂的环肽类抗生素。该环肽化合物的结构如式(Ⅰ)所示。体外活性分析显示其部分成份对结核分枝杆菌具有显著的抑制活性。

发明内容：

本发明的第一个目的是提供一种能定向生产抗结核和抗肿瘤化合物的基因工程菌株。

本发明的定向生产抗结核和抗肿瘤化合物的基因工程菌株，其是通过以下方法构建的，是将链霉菌Streptomyces atratus SCSIO ZH16的基因组中的ialL基因或ilaR基因敲除后获得的基因工程菌株，所述的ialL基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述的ialR基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明的第二个目的是提供链霉菌Streptomyces atratus SCSIO ZH16的基因组中的ialL基因被敲除后的基因工程菌株在制备化合物1和/或化合物2中的应用；