一种焦曲霉细胞色素氧化酶基因及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种焦曲霉细胞色素氧化酶基因及应用。属于基因工程领域。该细胞色素氧化酶基因oblBAu来源于焦曲霉094102，其基因序列、cDNA序列和编码的oblBAu蛋白的氨基酸序列分别如SEQ ID NO.1‑3所示。oblBAu蛋白可通过CO结合试验验证其为细胞色素P450，具有催化氧化蛇孢菌素类化合物三轮列母核的功能，以蛇孢菌素F为底物，通过氧化反应催化产生新的蛇孢菌素类氧化衍生产物。该类氧化衍生物还可通过化学或生物的方式进行进一步的结构修饰而产生系列具有重要药用价值的化合物。

A gene of cytochrome oxidase from Aspergillus fumigatus and its application

The invention discloses a gene of cytochrome oxidase from Aspergillus fumigatus and its application. It belongs to the field of genetic engineering. The cytochrome oxidase gene oblBAu was derived from Aspergillus pyrogena 094102. Its gene sequence, cDNA sequence and the amino acid sequence of the encoded oblBAu protein were shown as SEQ ID NO.1_3, respectively. The oblBAu protein can be identified as cytochrome P450 by CO binding assay. It has the function of catalyzing the oxidation of the mother nucleus of the three-wheeled series of ophiomycin compounds. These oxidative derivatives can be further modified by chemical or biological methods to produce a series of compounds of important medicinal value.

【技术实现步骤摘要】
一种焦曲霉细胞色素氧化酶基因及应用
本专利技术属于基因工程领域，具体涉及一种从焦曲霉中克隆得到的细胞色素氧化酶基因oblBAu及其应用。
技术介绍
细胞色素P450(CytochromeP450monooxygenases，CYP450)是一类具有半胱氨酸-亚铁血红素(亚铁原卟啉)结构的单加氧酶(OsamuHayaishi.Molecularmechanismofoxygenactivation.BiochemicalSocietyTransactions.1974,3(1),xv-xvi；IrwinCGunsalus,ThomasCPederson,StephenGSligar.Oxygenase-catalyzedbiologicalhydroxylations.AnnualReviewofBiochemistry.1975,44(1),377-407；OmuraT,IshimuraY,Fujii-KuriyamaY.CytochromeP450.Kodansha:Tokyo.1993；OrtizdeMontellanoPR,DeVossJJ.OxidizingspeciesinthemechanismofcytochromeP450.NaturalProductReports.2002,19(4),477-93.)，经连二亚硫酸钠等强还原剂还原后与一氧化碳(CO)气体反应能在450nm处出现新的紫外特征吸收峰，并因此得名。这类蛋白广泛存在于动植物及细菌中，能够催化饱和C-H键的羟基化、C＝C键的环氧化等氧化反应(MeunierB,P.deVisserS,ShaikS.MechanismofoxidationreactionscatalyzedbycytochromeP450enzymes.ChemicalReviews.2004,104,3947-80.)。在多种真菌来源药物分子的生物合成后修饰过程中,细胞色素P450酶参与了多步氧化反应，如蛇孢菌素的四步氧化(KojiNarta,RyotaChiba,AtsushiMinami,MotoichiroKodama,etal.Multipleoxidativemodificationsintheophiobolinbiosynthesis:P450oxidationsfoundingenomeming.OrganicLetters.2016,18(9),1980-1983.)。蛇孢菌素(ophiobolin)类化合物属于二倍半萜烯化合物，其结构特征是均具有一个三轮列的C5-C8-C5环母核结构(图1)。该类化合物普遍显示广谱的抗菌活性(如抗真菌、抗细菌)和抗线虫、抗病毒等活性，此外还对多种肿瘤细胞株具有显著细胞毒活性。蛇孢菌素F是该类化合物的三环母核碳架结构，未发现其具有有效的抗菌、抗肿瘤活性的报道。但在该母核结构基础上形成羟基、醛基等氧化官能基团后，化合物则具有较突出的抗菌、抗肿瘤活性。据报道，该类化合物中的蛇孢菌素O不仅能抑制乳腺癌细胞株MCF-7的增殖(TingtingYang,ZhenyuLu,LiMeng,etal.ThenovelagentophiobolinOinducesapoptosisandcellcyclearrestofMCF-7cellsthroughactivationofMAPKsignalingpathways.Bioorganic&MedicinalChemistryLetters.2012,22,579–585.)，还能逆转乳腺癌耐药细胞株MCF-7/ADR对阿霉素的耐药性(WenxiaSun,CuitingLv,TonghanZhu,etal.Ophiobolin-Oreversesadriamycinresistanceviacellcyclearrestandapoptosissensitizationinadriamycin-resistanthumanbreastcarcinoma(MCF-7/ADR)cells.MarineDrugs.2013,11,4570–4584.)。目前研究已表明，蛇孢菌素类化合物的生物合成途径均以萜类合成酶的产物蛇孢菌素F作为中间产物，暗示该类化合物在生物体内的合成均由不同的后修饰相关蛋白催化蛇孢菌素F不同位点上的后修饰反应，从而合成终产物。目前已报道了两个蛇孢菌素类化合物母核合成相关蛋白(RyotaChiba,AtsushiMinami,KatsuyaGomi,etal.IdentificationofophiobolinFsynthasebyagenomeminingapproach:asesterterpenesynthasefromAspergillusclavatus.OrganicLetters.2013,15(3),594-597；HangzhenChai,RuYin,YongFengLiu,etal.SesterterpeneophiobolinbiosynthesisinvolvingmultiplegeneclustersinAspergillusustus.ScientificReports.2016,6,27181.)，但仅有一篇关于后修饰相关蛋白的报道(KojiNarta,RyotaChiba,AtsushiMinami,MotoichiroKodama,etal.Multipleoxidativemodificationsintheophiobolinbiosynthesis:P450oxidationsfoundingenomeming.OrganicLetters.2016,18(9),1980-1983.)，发现了三个参与催化蛇孢菌素F后修饰氧化的P450蛋白：棒曲霉NRRL1菌株中的oblBAc、玉蜀黍平脐蠕孢菌(Bipolarismaydis)C5菌株中的oblBBm、异冠裸胞壳(Emericellavariecolor)GF10菌株中的oblBEv，参与催化蛇孢菌素三轮环母核结构的多步氧化，其中C5、C21为该类氧化反应的活性位点(图1)。然而，上述P450蛋白仅能参与合成蛇孢菌素C、6-异蛇孢菌素C及6-异蛇孢菌素N，仍有多种蛇孢菌素类化合物的后修饰合成途径未被发现，因此有必要挖掘更多蛇孢菌素类化合物生物合成后修饰相关蛋白，从系统研究角度深入探讨其后修饰机理。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种细胞色素氧化酶基因oblBAu，其编码的蛋白为P450蛋白，具有催化蛇孢菌素F产生新的蛇孢菌素类氧化衍生产物，该类氧化衍生物还可通过化学或生物的方式进行进一步的结构修饰而产生系列具有重要药用价值的化合物。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：第一方面，提供一种细胞色素氧化酶基因，为焦曲霉094102(保藏编号为CCTCCNO：M208153)中克隆得到的oblBAu基因，其基因序列如SEQIDNO.1所示。优选地，所述的oblBAu基因含有5个内含子，其cDNA大小为1635bp，序列如SEQIDNO.2所示。优选地，所述的oblBAu基因编码的蛋白，命名为oblBAu蛋白，其氨基酸序列如SEQIDN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞色素氧化酶基因，其特征在于，为焦曲霉094102中克隆得到的oblBAu基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

【技术特征摘要】
1.一种细胞色素氧化酶基因，其特征在于，为焦曲霉094102中克隆得到的oblBAu基因，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。2.根据权利要求1所述的细胞色素氧化酶基因，其特征在于，所述的oblBAu基因的cDNA序列如SEQIDNO.2所示。3.权利要求1或2所述的细胞色素氧化酶基因编码的oblBAu蛋白，其特征在于，其氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪葵，麦婉莹，邓子新，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42