用于产生棒麦角素型生物碱的基因和方法技术

本发明专利技术提供用于重组生产棒麦角素型生物碱如环棒麦角素、狐茅麦角碱、田麦角碱、裸麦角碱和裸麦角碱醛的微生物和方法、以及可以在生产棒麦角素型生物碱的方法中使用的多肽、多核苷酸和包含该多核苷酸的载体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 本申请要求 US 61/691848、EP 12181388. 5、US 61/786841、EP13159444. 2 和 EP 13178008. 2号申请的优先权，所述文献均通过引用的方式完整并入。
本专利技术原则上涉及重组产生棒麦角素型生物碱（clavine-type alkaloids)如环 棒麦角素（cycloclavine)、狐茅麦角碱（festuclavine)、田麦角碱（agroclavine)、裸麦角 碱（chanoclavine)和裸麦角碱醛（chanoclavine aldehyde)的领域。本专利技术提供用于产 生棒麦角素型生物碱的微生物和方法、以及可以在产生棒麦角素型生物碱的方法中使用的 多肽、多核苷酸和包含这类多核苷酸的载体。
技术介绍
麦角类生物碱（ergot alkaloids)属于具有多样性结构和生物活性的Π 引噪衍 生物复杂家族（Flieger 1997，Folia Microbiol (Praha) 42:3 - 30 ;Schardl2006, Chem Biol 63:45 - 86)，由以下科的真菌产生：麦角科（Clavicipitaceae)(例如麦角菌属 (Claviceps)和 Neotyphodium 或香柱菌属（Epichloee))和发菌科（Trichocomaceae) (包括曲霉属（Aspergillus)和青霉属（Penicillium))。重要的天然生产者是麦角菌 属、青霉属和曲霉属真菌（Flieger 1997,见上述引文；Schradl，见上述引文），但是它 们还存在于蜜孢霉属（Sphacelia)、瘤座菌属（Balansia)或Periglandula中（Pai outovdi，S·等人，2008, Fungal Diversity，31:95_110 和 Steiner，U.2011，Mycolog ia，103 (5) : 1133-1145)。天然麦角类生物碱及其半合成性衍生物广泛应用于现代医学中并 且显示出广谱药理学活性，包括子宫收缩活性、调节血压、控制垂体激素分泌、预防偏头痛 和多巴胺能活性及神经安定活性（de Grootl998，Drugs 56:523 - 535 ;Haarmann 2009, Mol Plant Pathol 10:563 - 577 ;Schardl2006,见上述引文）。麦角类生物碱可以根据它们的 结构特征分成两类，即，D-麦角酸的酰胺衍生物和棒麦角素型生物碱（Flieger 1997,见 上述引文；Griiger 1998，Alkaloids Chem Biol 50:171-218)。第一组的成员通常由 麦角酸和肽结构部分组成。它们又称作麦角肽碱（ergopeptine)。麦角肽碱的重要成员 例如是麦角胺（ergotamine)和麦角缴碱（ergovaline)。棒麦角素型生物碱，如环棒麦角 素、田麦角碱、烟曲麦角碱（fumigaclavine)和相似物质如野麦角碱（elymoclavine)、焦 棒麦角碱（pyroclavine)、肋麦角碱（costaclavine)或epcostaclavine以及其前体裸麦 角碱-I和裸麦角碱醛，仅由相同或相似的三环系统或四环系统组成，类似麦角肽碱，但是 缺少肽结构部分。但是，棒麦角素型生物碱也可以包含额外的取代基并因此不限于上文提 到的棒麦角素型生物碱。这类衍生物的例子是烟曲麦角碱类，如烟曲麦角碱A、B或C、异 烟曲麦角碱A或B、或者9-脱乙酰烟曲麦角碱C(Wallwey，C. *Li，S.M.2011，Nat.Prod. R印.，28:496-510))，其与狐茅麦角碱共有基本结构，但是包含额外的取代基。烟曲麦角碱 类例如可以由青霉和曲霉例如烟曲霉产生（A.fumigatus) (Flieger 1997,见上述引文）。 而麦角科真菌例如麦角菌（C. purpurea) (Flieger 1997,见上述引文）具有产生麦角肽碱 的能力，所述麦角肽碱可以被认为是麦角酸的衍生物，所述衍生物的前体之一是棒麦角素 型生物碱田麦角碱。比较ergopeptidens和棒麦角素型生物碱的前体，表明它们的生物 合成途径早期阶段非常相似并且可能例如是烟曲霉和麦角菌共有的，而该途径中稍后步 骤在这两个真菌物种中不同（Li 2006, Chembiochem 7:158 - 164 ;Panaccione 2005, FEMS Microbiol Lett 251:9-17 ;Schardl2006,见上述引文）。 发酵生产棒麦角素型生物碱和甚至麦角类生物碱通常必须解决麦角类生物碱天 然产生者倾向于难以大规模培养的问题。这个问题的一个原因是以深层培养法发酵丝状 真菌的技术问题。一些天然麦角类生物碱生产者甚至是植物属如番薯属（Ipomoea)，里韦 亚属（Turbina)、银背藤属（Argyreia)和腺叶藤属（Strictocardia)(例如 Periglandula 物种）的内寄生菌或某些草本植物物种如黑麦草属（Lolium)、高粱属（Sorghum)或羊茅属 (Festuca)的内寄生菌（例如Neotyphodium和香柱菌属（Epichloe)物种）。另外，许多天 然麦角类生物碱生产者仅在特定条件或在某些发育阶段期间产生这些生物碱，并且甚至那 时它们也通常以低生产率生产。许多天然麦角类生物碱生产者产生一组不同的麦角类生物 碱，这造成以成本有效方式分离给定生物碱的问题并且甚至进一步降低特定目的生物碱的 产量。 全化学合成麦角类生物碱或甚至复杂度较低的棒麦角素型生物碱迄今仍然代表 一项巨大挑战：并且通常导致外消旋混合物的合成。 为了克服这些问题，本专利技术提供重组微生物和重组天然麦角类生物碱生产生物、 以及多核苷酸、多肽、载体、和使用这些重组微生物和重组天然麦角类生物碱生产生物、多 核苷酸、多肽和载体用于生产棒麦角素型生物碱的方法。 专利技术概述 本专利技术提供重组微生物，所述重组微生物包含： a)至少一种EasH活性，或 b)至少一种EasH和EasD活性，或 c)至少一种EasH和EasA还原酶活性，或 d)至少一种 EasH、EasD 和 EasA 活性，或 e)至少一种EasH和EasD、EasA还原酶和EasG活性，或 f)至少一种 DmaW、EasF、EasE、EasC、EasD、EasH、EasA 和 EasG 活性，或 g)至少一种 EasD、EasA 和 EasG 活性，或 h)至少一种 DmaW、EasF、EasE、EasC、EasD、EasA 还原酶和 EasG 活性，或 i)至少一种 DmaW、EasF、EasE、EasC、EasD、EasA 异构酶和 EasG 活性，或 j)至少一种 DmaW、EasF、EasE 和 EasC 活性， k)a)至j)中至少两者的组合， 其中所述重组微生物不是天然麦角类生物碱生产生物。 本专利技术还提供重组天然麦角类生物碱生产生物，所述生物具有至少一种上调的选 自以下的活性：DmaW、EasF、EasE、EasC、EasD、EasH、EasA 和 EasG 活性，其中 EasA 活性是 Ea本文档来自技高网...

【技术保护点】
重组微生物，包含：a)至少一种EasH活性，或b)至少一种EasH和EasD活性，或c)至少一种EasH和EasA还原酶活性，或d)至少一种EasH、EasD和EasA活性，或e)至少一种EasH和EasD、EasA还原酶及EasG活性，或f)至少一种DmaW、EasF、EasE、EasC、EasD、EasH、EasA和EasG活性，或g)至少一种EasD、EasA和EasG活性，或h)至少一种DmaW、EasF、EasE、EasC、EasD、EasA还原酶和EasG活性，或i)至少一种DmaW、EasF、EasE、EasC、EasD、EasA异构酶和EasG活性，或j)至少一种DmaW、EasF、EasE和EasC活性，或k)a)至j)中至少两者的组合，其中重组微生物不是天然麦角类生物碱生产生物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·尼斯比，C·福利，C·A·F·尼尔森，A·哈驰，M·施瓦布，O·策尔德尔，S·哈夫纳，H·施罗德，B·霍夫，A·莫尔特，K·迪特布里希，M·布罗伊尔，H·哈特曼，K·科尔博尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，艾沃瓦股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE