[发明专利]一组生物合成创新霉素或开环创新霉素的基因簇

摘要

本发明涉及一种创新霉素和/或开环创新霉素的生物合成的基因簇及相关所需基因，其特征在于，所述的基因簇序列核苷酸如SEQ ID No.1所示，其中依次包含cxnA、cxnB、cxnC、cxnD、cxnE、cxnF、cxnT、cxnR、trpRS九个关键功能基因，以及在创新霉素分子中引入S元素所必需的thiG、moeZ基因，其核苷酸序列分别为如SEQ ID No.2～12所示。

主权项

1.一种创新霉素(chuangxinmycin,CM)和/或开环创新霉素(secochuangxinmycin,SCM)的生物合成的基因簇，其特征在于，所述的基因簇依次包含cxnA、cxnB、cxnC、cxnD、cxnE、cxnF、cxnT、cxnR、trpRS九个关键功能基因，以及在创新霉素分子中引入S元素所必需的thiG、moeZ基因，其核苷酸序列分别为如SEQ ID No.2～12所示，包含cxnA、cxnB、cxnC、cxnD、cxnE、cxnF、cxnT、cxnR、trpRS九个关键功能基因的基因片段序列如SEQ ID No.1所示，所述的生物合成基因簇中的各个基因所编码蛋白的具体功能为：(1)CxnA为依赖于维生素B12的自由基S‑腺苷甲硫氨酸家族的C‑甲基转移酶，其功能为将吲哚丙酮酸的3‑位甲基化，生成3‑甲基吲哚丙酮酸；(2)CxnB为氨基转移酶，其功能为将创新霉素的生物合成前体色氨酸(L‑Trp)中的氨基转变为酮基，形成吲哚丙酮酸；(3)CxnC为还原酶，其功能为将3‑甲基吲哚丙酮酸的酮基还原为羟基，形成3‑吲哚‑2‑羟基丁酸；(4)CxnD为细胞色素P450酶，其功能为催化开环创新霉素(seco‑chuangxinmycin,SCM)中的S原子和C原子形成C‑S键，生成CM；(5)CxnE为硫载体蛋白(sulfur carrier protein,SCP)，在JAMM金属蛋白酶家族的CxnF的作用下，C‑末端10个氨基酸残基被水解露出双甘氨酸基序，而后先在SCP活化蛋白MoeZ(N‑端为类似于SCP活化蛋白ThiF的结构域)作用下生成腺苷酰化的SCP，再在MoeZ的C‑端硫氰酸酶结构域的作用下形成硫醇化的SCP，即为硫原子的供体；(6)CxnF为JAMM金属蛋白酶家族成员，其功能为酶切CxnE的C‑末端10个氨基酸残基，露出双甘氨酸基序；(7)CxnR为转录调控蛋白，其功能为调节所述基因簇的表达；(8)CxnT为创新霉素的转运蛋白；(9)TrpRS为色氨酸tRNA合成酶，是创新霉素的自身抗性基因；(10)ThiG为噻唑合成酶，其功能为将还原酶CxnC催化形成的3‑吲哚‑2‑羟基丁酸中的羟基替换为由硫醇化SCP提供的巯基，得到3‑吲哚‑2‑巯基丁酸(即CxnD的底物，开环创新霉素)；(11)MoeZ为SCP活化蛋白，其作用为活化SCP蛋白CxnE，形成硫代羧酸酯，即硫醇化的SCP。