[发明专利]一种K252c衍生物的生物合成方法及其应用

说明书

本发明涉及一种K252c衍生物的生物合成方法及其应用，所述生物合成方法包括：将重组质粒转入大肠杆菌，得到重组大肠杆菌，活化后，将菌株、培养基、诱导剂与原料化合物混合，诱导培养，得发酵液，萃取，即得所述K252c衍生物；所述重组质粒携带编码L‑色氨酸氧化酶VioA、CPA合成酶VioB、单加氧酶RebP和单加氧酶SpcC的核苷酸序列。本发明首次提供了一种快速、方便、低成本合成K252c的衍生物的方法，对于特异性好、毒性小的抗癌药物的筛选和研发而言具有重要的意义。

技术领域

本发明属于生物医药领域，涉及一种K252c衍生物的生物合成方法及其应用。

背景技术

癌症严重威胁人类健康，其诱发因素往往源于信号通路中激酶的异常活化。另外，自身免疫病、神经退行病等常见高发慢性病也与激酶异常密切相关。2001年，第一个激酶抑制剂类药物格列卫(Gleevec)在美获批上市，开启了癌症靶向治疗新时代，疗效显著优于化疗。截至2019年底，FDA共批准了52个激酶抑制剂。虽然数量较多，但由于癌症种类繁多、涉及的异常激酶众多且变异类型多样、以及使用后耐药等因素，癌症在临床上仍存在重大未满足的治疗需求。另外，这些上市药物仅靶向大约25个激酶，仅占人体518个激酶中的5％，尚有大量激酶暂未成药。因此，这类药物研发空间巨大。

抗肿瘤新药主要来源于天然产物类似物。因此，有效合成天然产物类似物的创新技术对于新药发现来说至关重要。天然产物往往结构复杂，含有多个手性中心。相对于化学合成，因具有严格的区域和立体选择性，生物合成更有优势。尤其是合成生物学原理与技术的日益成熟，使得天然产物类似物的有效合成易于实现。

双吲哚生物碱是一类含有两个吲哚基团的天然产物，代表化合物为具有抗肿瘤活性的星孢菌素(Staurosporine)。星孢菌素是一种来源于放线菌的天然产物，具有广谱强效的激酶抑制活性。据不完全统计，星孢菌素能够有效抑制200多种人体激酶，多个激酶的半抑制浓度(IC50)能够达到nM级别。开发双吲哚生物碱类似物的有效合成技术，是促成这类化合物广泛成药的关键因素。

星孢菌素的生物合成基因簇DNA序列在2002年被测定，天然合成酶系被初步识别。随后，多个天然合成酶如StaO、StaD、StaP、StaC等的催化活性在体外生化实验中得到证实，式I显示了星孢菌素的生物合成途径，其中R基团表示＝O或者＝NH，两者可逆。

基于已鉴定的星孢菌素的生物合成途径酶系，研究人员在异源宿主白色链霉菌(Streptomyces albus)体内实现了多个双吲哚生物碱类似物的生物合成，例如，以色氨酸为起始使用酶组合RebO，RebD，RebP和StaC实现了K252c的合成，上述组合均在白色链霉菌中表达，且产量均未知。

因此，一方面，提供一种合成星孢菌中间体(即K252c)的生物合成路径对于提高星孢菌素的产量具有重要意义，另一方面(更为重要的是)，K252c作为合成星孢菌素的中间体，其本身也具有广谱强效的激酶抑制活性，也具有较多的激酶作用靶点，然而本领域公知，靶点越多，其毒性往往越强，而且基于目前药物领域逐渐趋于特异性作用的研究趋势，如何筛选出特异性好、毒性小的抗癌药物具有重要的意义。

为解决这一问题，本发明首次提出从K252c的衍生物入手，提供一种快速、方便、低成本合成K252c的衍生物的方法，并从这些衍生物中筛选得到具有激酶抑制活性的同时激酶靶点少(最好为1-3个)的化合物来作为药物合成中间体，对于特异性好、毒性小的抗癌药物的筛选和研发而言具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种K252c衍生物的生物合成方法及其应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种K252c衍生物的生物合成方法，所述K252c衍生物的结构为