[发明专利]一种在大肠杆菌中表达生产Terrequinone A的基因组合及其应用

说明书

本发明提供一种在大肠杆菌中表达生产Terrequinone A的基因组合及其应用，所述基因组合包括核苷酸序列如SEQ ID NO.1～8所示的tdiAS基因、tdiBS基因、tdiCS基因、tdiDS基因、tidES基因、sfpS基因、ScCKS基因和AtIPKS基因，本发明通过将所述八个基因分别构建重组质粒pC02以及pU03，并将重组质粒pC02和pU03同时转化到大肠杆菌中，获得一种可生产具有抗癌细胞生物活性的Terrequinone A的重组工程菌，其发酵液中Terrequinone A的含量约为106.3mg/L，在生物制药领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种在大肠杆菌中表达生产Terrequinone A的基因组合及其应用。

背景技术

双吲哚醌类化合物是一类具有抗逆转录病毒、抗糖尿病或细胞毒性生物活性的真菌天然产物。双吲哚醌自可皆霉素(Cochliodinol)被发现以来，其家族成员不断壮大，而在这其中，从沙漠植物根际真菌土曲霉(Aspergillus terreus)中首次分离出来的Terrequinone A，对四种人类癌细胞(NCIH460、MCF-7、SF-268和MIA Pa Ca-2)具有中等细胞毒性，是一种潜在的抗癌药物(He et al.,Journal of Natural Products,2004,67(12):1985-1991)，也是唯一一种有生物合成信息的双吲哚醌类化合物。2004年，Bok等人利用转录调控因子LaeA对构巢曲霉(Aspergillus nidulans)的次生代谢组进行了挖掘，识别了Terrequinone A的合成基因簇tdiABCDE(Bok et al.,Eukaryotic Cell,2004,3(2):527-535)。

Terrequinone A作为一种天然产物，其结构复杂、官能团较多，采用化学合成法所需步骤多、产率低以及环境不友好，随着Terrequinone A在生物体内进行合成和修饰的特殊途径被阐明，利用生物催化法合成Terrequinone A成为一种有效的尝试，Balibar等人分别过表达和研究了tdiABCDE基因簇中的5个基因，通过酶的体外分步反应成功合成了Terrequinone A(Carl J Balibar等人,Terrequinone A biosynthesis through L-tryptophan oxidation,dimerization and bisprenylation,Nature Chemical Biology,2007,3(9):584-592)。然而，体外合成需要外源性地添加昂贵的辅因子和辅因子再生酶系；另外，游离酶催化体系中一种酶催化的产物往往是下一个酶的底物，其底物产物的传递通常受到空间的限制，降低了产物的合成效率。因此，需要寻求更加高效的方法来生产Terrequinone A。大肠杆菌作为一种优良的生物反应器，通过对其进行合成途径的改造或引入新的代谢途径，可用于生物合成高价值天然产物，它能完美地规避上述两个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在大肠杆菌中表达生产Terrequinone A的基因组合及其应用，从而解决现有技术中体外合成Terrequinone A存在的生产成本较高、合成效率较低的问题。

为了解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供一种在大肠杆菌中表达生产Terrequinone A的基因组合，所述基因组合包括tdiAS基因、tdiBS基因、tdiCS基因、tdiDS基因、tidES基因、sfpS基因、ScCKS基因和AtIPKS基因，其中，所述tdiAS基因、tdiBS基因、tdiCS基因、tdiDS基因、tidES基因、sfpS基因、ScCKS基因和AtIPKS基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1～8所示。