本发明属于生物，具体涉及金属离子转运调控基因sco2508在提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量中的应用。
背景技术：
1、放线紫红素是由天蓝色链霉菌(streptomyces coelicolor)产生的一类ii型聚酮类抗生素，具有微弱的抗细菌活性。放线紫红素是一种天然色素，其在碱性条件下呈现蓝紫色，在酸性条件下呈现红色，可用作微生物来源色素的生产，降低传统色素生产环节中的环境污染，生产对人体更加健康的天然色素。此外，放线紫红素具有氧化还原活性，可作用于菌株氧化还原循环反应。该色素同时也是体外氧化反应的催化剂，对l-抗坏血酸和l-半胱氨酸进行体外催化，产生过氧化氢。
2、前期对于如何通过改变调控基因影响放线紫红素产量的研究已有一定数量，例如，lu etal.,发现加入硫酸盐可以影响全局调控因子adpa的自转录，影响放线紫红素的合成。zhu etal.,发现调控基因orra会影响细胞内另一个全局调控基因wbla的表达，失活orra下调放线紫红素的合成；yang et al.,发现过量表达一个新的hatpase家族调控蛋白ssph可提升放线紫红素产量；liu et al.,发现缺失sco3361，一个lrp/asnc家族调控蛋白，会导致放线紫红素产量大幅度降低。
3、sco2508编码一个调控金属吸收(metal uptake)的调控蛋白。在天蓝色链霉菌染色体上，基因sco2505-sco2508构成一个操纵子，推断其与运输某菌株生长或代谢所需金属离子有关。sco2508与放线紫红素产量之间的关系尚不清楚。
4、目前在如何改造调控基因以提升放线紫红素产量上已有部分研究，然而，上述改造的提升效果有限，此外，对于其它调控基因是否仍可以影响及如何影响放线紫红素的合成，目前仍不清楚。因此，提供一种可提升放线紫红素产量的基因改造方法，对于放线紫红素的产业化发展具有重要的应用价值。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供金属离子转运调控基因sco2508在提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量中的应用。本发明在streptomycescoelicolor m145中敲除金属离子转运调控基因sco2508，得到敲除调控基因sco2508的天蓝色链霉菌突变株，所述突变株的放线紫红素产量得到了显著提升，对于实现天然来源的染料的产业化发展有着重要意义。
2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供金属离子转运调控基因sco2508在提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量中的应用，所述金属离子转运调控基因sco2508的核苷酸序列包括seq idno:1所示。
4、优选地，所述应用包括：敲除或抑制天蓝色链霉菌中金属离子转运调控基因sco2508，以提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量。
5、sco2508属于调控金属离子转运的基因。金属离子通过作为酶的辅因子、代谢途径调控因子及造成潜在的细胞毒性等方面影响天然产物的生物合成过程。本发明发现，敲除或抑制天蓝色链霉菌中金属离子转运调控基因sco2508，有利于提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量。
6、第二方面，本发明提一种生产放线紫红素的工程菌，所述工程菌以天蓝色链霉菌为出发菌株，敲除或抑制金属离子转运调控基因sco2508，得到所述生产放线紫红素的工程菌；所述金属离子转运调控基因sco2508的核苷酸序列包括seq id no:1所示。
7、优选地，所述敲除或抑制金属离子转运调控基因sco2508是通过如下(1)、(2)、(3)中的任意一种方式实现：
8、(1)对目标酶的编码基因进行一个或多个碱基的插入、缺失或替换以使得目标酶失活或活性降低；
9、(2)将目标酶的编码基因的转录或翻译调控元件替换为活性更低的调控元件；
10、(3)通过crispri基因抑制或反义rna技术手段使得目标酶失活或活性降低。
11、优选地，所述敲除为采用同源重组自杀型质粒载体对金属离子转运调控基因sco2508进行基因敲除，从而下调金属离子转运调控基因sco2508的功能。
12、优选地，所述同源重组自杀型质粒载体中包括：金属离子转运调控基因sco2508的上下游同源臂片段和抗性基因片段。
13、优选地，所述抗性基因片段为抗性基因aac(3)iv片段。
14、优选地，所述金属离子转运调控基因sco2508的上下游同源臂片段的核苷酸序列包括seq id no:2、seq id no:3所示。
15、优选地，所述抗性基因aac(3)iv片段的核苷酸序列包括seq id no:4所示。
16、优选地，所述金属离子转运调控基因sco2508的上下游同源臂片段和抗性基因片段组装在自杀型载体pkclp2-gusa上，得到所述同源重组自杀型质粒载体。
17、优选地，所述自杀型载体pkclp2-gusa的核苷酸序列包括seq id no:5所示。
18、本发明构建的敲除突变株采用的上下游的同源臂序列如seq id no:2和seq idno:3所示，敲除载体pkclp2-gusa的核苷酸序列如seq id no:5所示，抗性基因aac(3)iv的核苷酸序列如seq id no:4所示。
19、本发明中，金属离子转运调控基因sco2508的同源臂序列由streptomycescoelicolor m145中扩增出，与抗性基因一同连入敲除载体后，转入放线紫红素生产菌株streptomyces coelicolor m145进行基因敲除和产物发酵。
20、具体地说，本发明的技术方案包括：以streptomyces coelicolor m145的基因组dna为模板扩增调控基因sco2508的上下游同源臂片段，以通用质粒pset152的dna为模板扩增抗性基因aac(3)iv片段，利用gibson组装将扩增出的片段组装在自杀型载体pkclp2-gusa上，得到的重组载体转化入大肠杆菌接合转移菌株et12567(puz8002)中，利用链霉菌-大肠杆菌属间接和转移将重组载体转化入streptomyces coelicolor m145中，通过抗性验证及菌落pcr验证筛选阳性克隆，利用摇瓶发酵阳性克隆及对照菌株，并通过吸光度法定量放线紫红素的产量。
21、第三方面，本发明提供一种同源重组自杀型质粒载体，所述同源重组自杀型质粒载体的核苷酸序列包括：金属离子转运调控基因sco2508的上下游同源臂片段和抗性基因片段。
22、优选地，所述抗性基因片段为抗性基因aac(3)iv片段。
23、优选地，所述金属离子转运调控基因sco2508的上下游同源臂片段的核苷酸序列包括seq id no:2、seq id no:3所示。
24、优选地，所述抗性基因aac(3)iv片段的核苷酸序列包括seq id no:4所示。
25、优选地，所述金属离子转运调控基因sco2508的上下游同源臂片段和抗性基因片段组装在自杀型载体pkclp2-gusa上，得到所述同源重组自杀型质粒载体。
26、优选地，所述自杀型载体pkclp2-gusa的核苷酸序列包括seq id no:5所示。
27、第四方面，本发明提供以金属离子转运调控基因sco2508和/或以金属离子转运调控蛋白(metal uptake)作为作用靶点的物质在制备提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量的添加剂中的应用，所述金属离子转运调控基因sco2508的核苷酸序列包括seq id no:1所示。
28、优选地，所述以金属离子转运调控基因sco2508为作用靶点的物质是降低sco2508基因活性和/或表达量的抑制剂。
29、优选地，所述降低sco2508基因活性和/或表达量的抑制剂包括：小分子化合物，或表达sco2508基因的干扰rna载体。
30、优选地，所述以金属离子转运调控蛋白作为作用靶点的物质是降低金属离子转运调控蛋白表达与功能的抑制剂。
31、优选地，所述降低金属离子转运调控蛋白表达与功能的抑制剂包括：构建的sco2508基因敲低或者敲除体系的载体，或小分子化合物。
32、第五方面，本发明提供一种提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量的添加剂，所述添加剂包括第四方面所述的以金属离子转运调控基因sco2508和/或以金属离子转运调控蛋白作为作用靶点的物质。
33、第六方面，本发明提供第二方面所述的生产放线紫红素的工程菌、第三方面所述的同源重组自杀型质粒载体或第五方面所述的提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量的添加剂在制备放线紫红素中的应用。
34、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
35、sco2508属于调控金属离子转运的基因。金属离子通过作为酶的辅因子、代谢途径调控因子及造成潜在的细胞毒性等方面影响天然产物的生物合成过程。本发明报道了敲除金属离子转运的调控基因sco2508可显著提升放线紫红素产量2.5倍。可节约天然色素放线紫红素的工业化生产成本、提升发酵效率。对于实现我国天然来源的染料的产业化发展有着重要意义。
1.金属离子转运调控基因sco2508在提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量中的应用，其特征在于，所述金属离子转运调控基因sco2508的核苷酸序列包括seq id no:1所示。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用包括：敲除或抑制天蓝色链霉菌中金属离子转运调控基因sco2508，以提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量。
3.一种生产放线紫红素的工程菌，其特征在于，所述工程菌以天蓝色链霉菌为出发菌株，敲除或抑制金属离子转运调控基因sco2508，得到所述生产放线紫红素的工程菌；所述金属离子转运调控基因sco2508的核苷酸序列包括seq id no:1所示。
4.根据权利要求3所述的生产放线紫红素的工程菌，其特征在于，所述敲除或抑制金属离子转运调控基因sco2508是通过如下(1)、(2)、(3)中的任意一种方式实现：
5.根据权利要求3或4所述的生产放线紫红素的工程菌，其特征在于，所述敲除为采用同源重组自杀型质粒载体对金属离子转运调控基因sco2508进行基因敲除，从而下调金属离子转运调控基因sco2508的功能；
6.一种同源重组自杀型质粒载体，其特征在于，所述同源重组自杀型质粒载体的核苷酸序列包括：金属离子转运调控基因sco2508的上下游同源臂片段和抗性基因片段；
7.以金属离子转运调控基因sco2508和/或以金属离子转运调控蛋白作为作用靶点的物质在制备提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量的添加剂中的应用，其特征在于，所述金属离子转运调控基因sco2508的核苷酸序列包括seq id no:1所示。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述以金属离子转运调控基因sco2508为作用靶点的物质是降低sco2508基因活性和/或表达量的抑制剂；
9.一种提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量的添加剂，其特征在于，所述添加剂包括权利要求7或8所述的以金属离子转运调控基因sco2508和/或以金属离子转运调控蛋白metal uptake作为作用靶点的物质。
10.权利要求3或4所述的生产放线紫红素的工程菌、权利要求5所述的同源重组自杀型质粒载体或权利要求9所述的提升天蓝色链霉菌中放线紫红素产量的添加剂在制备放线紫红素中的应用。
