CN105755016B - 嗜铁素合成基因簇及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微生物基因工程领域，具体公开了一种嗜铁素合成基因簇及其应用，所述嗜铁素合成基因簇包含35个基因，其中，主要包括2个NRPS基因，4个与骨架合成有关的基因，5个转录调控基因，4个铁载体转运基因以及其他20个基因。本发明所述的基因簇可用于制备嗜铁素化合物。
Description
技术领域
本发明涉及微生物基因工程领域，具体涉及嗜铁素合成基因簇及其应用。
背景技术
嗜铁素，也叫铁载体，是微生物在低铁条件下产生的，能与铁离子特异螯合的一类小分子物质。嗜铁素功能多样，可以是帮助微生物从环境中吸收铁元素的铁转运系统，也可以是抗生素或毒力因子。根据螯合的化学基团，嗜铁素可分为异羟肟酸类嗜铁素，儿茶酚类嗜铁素以及混合型。嗜铁素的生物合成途径主要有非核糖体肽生物合成途径(NRPS)以及NRPS非依赖型。
1995年，Neilands JB等比较系统的介绍了铁载体的结构和生物学功能(NeilandsJB.Siderophores:structure and function of microbial iron transport compounds[J].Journal of Biological Chemistry,1995,270(45):26723-26726.)。1999年，Milagres AMFden介绍了嗜铁素的检测方法(Milagres AMF,Machuca A,D.Detection of siderophore production from several fungi and bacteria by amodification of chrome azurol S(CAS)agar plate assay[J].Journal ofMicrobiological Methods,1999,37(1):1-6.)。2011年，梁建根等在嗜铁素功能研究概述中对嗜铁素进行了比较详细的说明。
嗜铁素在研究初期得到关注在于它们能富集铁元素，提高土壤难溶铁的溶解性从而提高铁的有效性。随后的研究发现，微生物产生的嗜铁素的功能不仅局限于此，目前，它广泛用于医药、造纸印染工业，化肥工业、农业等领域。因此，嗜铁素是一种重要的生物活性物质，在生命代谢中起着重要这样的调节作用，对其的研究具有重要的理论和应用指导意义。随着嗜铁素研究的深入以及研究者对它的不断关注，嗜铁素将会在更多的领域发挥重要的作用，目前在鱼的防治、木质素和石油烃的生物降解、核燃料的回收、金属污染场所的修复等新领域已经有了初步研究，相信随着深入的研究，嗜铁素应用潜力将会更多地被发掘和发现，尤其是医药方面的应用，它可以作为抗癌、抗菌剂和药物转运进微生物的潜在系统，对人类疾病的治疗与预防具有重要意义，在人类铁代谢疾病的治疗上具有巨大的应用前景。
尽管如此，但迄今为止，还没有关于嗜铁素生物合成基因簇的报道。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种嗜铁素合成基因簇及其应用。
本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种嗜铁素合成基因簇，所述嗜铁素合成基因簇来自Amycolatopsis orientalis东方拟无枝酸菌CGMCC No.6023，所述东方拟无枝酸菌，于2012年4月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏号CGMCCNo.6023。
优选的，所述嗜铁素合成基因簇包含35个基因：
(1)AORI_3525基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，长度为609个碱基对，其编码TetR家族转录调节子；
(2)AORI_3526基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，长度为705个碱基对，编码GntR家族转录调节子；
(3)AORI_3527基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示，长度为1278个碱基对，编码含二羧酸载体MatC结构域蛋白；
(4)AORI_3528，核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示，长度为1416个碱基对，编码脂酰CoA连接酶；
(5)AORI_3529，核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示，长度为1257个碱基对，编码乙酰辅酶A羧化酶羧基转移酶α亚基；
(6)AORI_3530，核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示，长度为822个碱基对，编码保守假设蛋白；
(7)AORI_3531，序列如SEQ ID NO.7所示，长度为951个碱基对，编码AraC家族转录调控子；
(8)AORI_3532，核苷酸序列如SEQ ID NO.8所示，长度为1002个碱基对，编码保守假设蛋白；
(9)AORI_3533，核苷酸序列如SEQ ID NO.9所示，长度为573个碱基对，编码肽酶M15B和M15C dd-羧肽酶VanY/内溶素；
(10)AORI_3534，核苷酸序列如SEQ ID NO.10所示，长度为735个碱基对，编码反应调节受体蛋白；
(11)AORI_3535，核苷酸序列如SEQ ID NO.11所示，长度为1407个碱基对，编码OmpR家族双组份系统；
(12)AORI_3536，核苷酸序列如SEQ ID NO.12所示，长度为459个碱基对，编码保守假设蛋白；
(13)AORI_3537，核苷酸序列如SEQ ID NO.13所示，长度为750个碱基对，编码2,3-二氢-2,3-二羟基苯甲酸脱氢酶；
(14)AORI_3538，核苷酸序列如SEQ ID NO.14所示，长度为1194个碱基对，编码异分支酸合酶；
(15)AORI_3539，核苷酸序列如SEQ ID NO.15所示，长度为1623个碱基对，编码2,3-二羟基苯甲酰AMP连接酶；
(16)AORI_3540，核苷酸序列如SEQ ID NO.16所示，长度为666个碱基对，编码肠杆菌素异分支酸酶；
(17)AORI_3541，核苷酸序列如SEQ ID NO.17所示，长度为234个碱基对，编码含芳香基载体结构域蛋白；
(18)AORI_3542，核苷酸序列如SEQ ID NO.18所示，长度为855个碱基对，编码铁载体相互作用蛋白；
(19)AORI_3543，核苷酸序列如SEQ ID NO.19所示，长度为1002个碱基对，编码铁复合物转运系统底物结合蛋白；
(20)AORI_3544，核苷酸序列如SEQ ID NO.20所示，长度为984个碱基对，编码ABC型Fe3+-铁载体转运系统透性酶组分；
(21)AORI_3545，核苷酸序列如SEQ ID NO.21所示，长度为1023个碱基对，编码铁复合物转运系统透性酶蛋白；
(22)AORI_3546，核苷酸序列如SEQ ID NO.22所示，长度为777个碱基对，编码铁复合物转运系统ATP结合蛋白；
(23)AORI_3547，核苷酸序列如SEQ ID NO.23所示，长度为9906个碱基对，编码非核糖体肽合成酶/氨基酸腺嘌呤化酶；
(24)AORI_3548，核苷酸序列如SEQ ID NO.24所示，长度为1398个碱基对，编码EmrB/QacA亚家族药物抗性转运蛋白；
(25)AORI_3549，核苷酸序列如SEQ ID NO.25所示，长度为1038个碱基对，编码3-脱氧-D-阿拉伯-庚酮糖-7-磷酸合酶；
(26)AORI_3550，核苷酸序列如SEQ ID NO.26所示，长度为432个碱基对，编码保守假设蛋白；
(27)AORI_3551，核苷酸序列如SEQ ID NO.27所示，长度为624个碱基对，编码保守假设蛋白；
(28)AORI_3552，核苷酸序列如SEQ ID NO.28所示，长度为540个碱基对，编码保守假设蛋白；
(29)AORI_3553，核苷酸序列如SEQ ID NO.29所示，长度为657个碱基对，编码LuxR家族转录调控子；
(30)AORI_3554，核苷酸序列如SEQ ID NO.30所示，长度为1071个碱基对，编码保守假设蛋白；
(31)AORI_3555，核苷酸序列如SEQ ID NO.31所示，长度为1104个碱基对，编码信号转导组氨酸激酶；
(32)AORI_3556，核苷酸序列如SEQ ID NO.32所示，长度为1029个碱基对，编码假设蛋白；
(33)AORI_3557，核苷酸序列如SEQ ID NO.33所示，长度为900个碱基对，编码保守假设蛋白；
(34)AORI_3558，核苷酸序列如SEQ ID NO.34所示，长度为1215个碱基对，编码主要易化子超家族蛋白；
(35)AORI_3559，核苷酸序列如SEQ ID NO.35所示，长度为2124个碱基对，编码金属磷酸酯酶。
本发明第二方面提供了本发明第一方面所述嗜铁素合成基因簇编码的蛋白。
本发明第三方面公开了含有本发明嗜铁素合成基因簇的表达载体或基因工程菌，均属于本发明的保护范围。
本发明第四方面公开了前述表达载体或染色体上整合有外源的前述嗜铁素合成基因簇的宿主细胞。
本发明第五方面公开了含有所述嗜铁素合成基因簇的工程菌的构建方法，就是将含有上述嗜铁素合成基因簇的重组表达载体导入宿主；或者直接将上述嗜铁素合成基因簇插入表达宿主的染色体即可。
优选地，所述的宿主选自大肠杆菌、红球菌、诺卡氏菌、枯草芽孢杆菌、乳酸棒杆菌或酵母菌中的任意一种；优选宿主为大肠杆菌或红球菌。
上述用于插入所述嗜铁素合成基因簇的表达载体是指能够在所述宿主中表达的质粒载体，例如可在大肠杆菌中表达的pET，或在红球菌中表达的穿梭质粒载体Pnv18，或可在毕赤酵母菌种表达的pPIC9K等。含有上述嗜铁素合成基因簇的重组表达载体可按现有技术中的常规方法构建。
含有上述嗜铁素合成基因簇的重组细胞可按现有技术中的常规同源重组方法构建。
本发明第六方面公开了一种东方拟无枝酸菌，含有前述的嗜铁素合成基因簇，其保藏编号为CGMCC No.6023。
本发明第七方面公开了一种制备嗜铁素的方法，包括步骤：培养本发明第四方面所述的宿主细胞或权本发明第六方面所述的东方拟无枝酸菌，从而表达嗜铁素，以及从培养液中分离嗜铁素。
本发明第八方面公开了本发明第一方面所述嗜铁素合成基因簇、本发明第二方面所述的编码蛋白、本发明第三方面的表达载体活或本发明第六方面所述的东方拟无枝酸菌在制备嗜铁素中的应用。
本发明第九方面，提供了一种东方拟无枝酸菌，所述的东方拟无枝酸菌中前述的嗜铁素合成基因簇中一个或多个基因被失活，从而不产生嗜铁素。所述基因未失活的同种菌可产生嗜铁素。
本发明的有益效果为：
(1)本发明嗜铁素合成基因簇，所提供的核苷酸或部分核苷酸序列，可利用聚合酶链式反应(PCR)的方法或包含本发明序列的DNA作为探针进行Southern杂交的方法从其他微生物中得到嗜铁素合成基因的同源基因；
(2)包含本发明所提供的基因簇核苷酸序列或至少部分核苷酸序列的克隆DNA可以用于从东方拟无枝酸菌Amycolatopsis orientalis基因组文库中定位更多的文库质粒，这些文库质粒至少包含本发明中的部分核苷酸序列，也包含有Amycolatopsis orientalis基因组中以前邻近区域未克隆的DNA；
(3)本发明所提供的核苷酸序列和部分核苷酸序列的克隆基因或DNA片段可以通过中断嗜铁素生物合成的一个或几个步骤或者引物其他同源基因而得到新的嗜铁素的前体或衍生物；
(4)本发明所提供的核苷酸序列或至少部分核苷酸序列的克隆基因可以通过合适的表达体系在外源宿主中表达以得到相应的酶或其他更高的生物活性或产量；
(5)本发明所提供的核苷酸序列或至少部分核苷酸序列的基因或基因簇可以通过遗传重组来构建质粒以获得新型生物合成途径，也可以通过插入、置换、缺失或失活进而获得新型生物合成途径；
(6)本发明所提供的核苷酸序列或至少部分核苷酸序列可以被修饰或突变。这些途径包括插入、置换或缺失，聚合酶链式反应，错误介导聚合酶链式反应，位点特异性突变，不同序列的重新连接，序列的不同部分或与其他来源的同源序列进行定向进化，或通过紫外线或化学试剂诱变等；
(7)本发明所提供的核苷酸序列或部分核苷酸序列可以用来调节嗜铁素或其衍生物的产量；
(8)本发明所提供的核苷酸序列或至少部分核苷酸序列的基因或基因簇可以在异源宿主中表达并通过DNA芯片技术了解它们在宿主代谢中的功能；
(9)本发明所提供的核苷酸序列或多个序列可以与载体序列融合而得到重组序列和相应的DNA分子。
总之，本发明所提供的嗜铁素合成相关的所有基因信息有助于阐明和理解嗜铁素生物合成的分子机理，从而为进一步利用基因工程手段改造提供理论基础与材料。本发明所提供的基因也可以用来寻找和发明可以用于医药、工业或农业的化合物或基因、蛋白。
本发明菌株保藏信息如下：
菌株名称：东方拟无枝酸菌Amycolatopsis orientalis；
保藏号为：CGMCC No.6023。
保藏日期：2012年4月20日；
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；
保藏单位简称：CGMCC；
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院中国科学院微生物研究所。
附图说明
图1为嗜铁素合成基因簇结构示意图。
图2为嗜铁素检测效果图。
具体实施方式
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
除非另外说明，本发明中所公开的实验方法、检测方法、制备方法均采用本技术领域常规的分子生物学、生物化学、染色质结构和分析、分析化学、细胞培养、重组DNA技术及相关领域的常规技术。这些技术在现有文献中已有完善说明，具体可参见Sambrook等MOLECULAR CLONING：A LABORATORY MANUAL，Second edition，Cold Spring HarborLaboratory Press，1989and Third edition，2001；Ausubel等，CURRENT PROTOCOLS INMOLECULAR BIOLOGY，John Wiley&Sons，New York，1987and periodic updates；theseries METHODS IN ENZYMOLOGY，Academic Press，San Diego；Wolffe，CHROMATINSTRUCTURE AND FUNCTION，Third edition，Academic Press，San Diego，1998；METHODS INENZYMOLOGY，Vol.304，Chromatin(P.M.Wassarman and A.P.Wolffe，eds.)，AcademicPress，San Diego，1999；和METHODS IN MOLECULAR BIOLOGY，Vol.119，ChromatinProtocols(P.B.Becker，ed.)Humana Press，Totowa，1999等。
实施例1 Amycolatopsis orientalis CGMCC No.6023总DNA的提取
1)取新鲜斜面孢子接种于装有20ml YMB液体培养基中，28℃，220rpm振荡培养36hr。
2)离心(3000g，15min)收集菌丝体，用无菌水洗涤一次。
3)菌丝体重悬于3ml TE，经漩涡振散。
4)加入300ul溶菌酶(10mg/ml)和30ul RNase(10mg/ml)，37℃水浴90min，期间不断振荡。
5)加入210ul 20％SDS和30ul蛋白酶K(10mg/ml)，55℃水浴2hr。
6)加入600ul 5M NaCl和480ul 10％CTAB，65℃水浴30min。
7)冷却到室温后，加入等体积氯仿:苯酚:异戊醇(25:24:1)，混匀，离心(8900g，15min)。
8)取上清，加入等体积氯仿，混匀，离心(8900g，15min)。
9)取上层相，贴壁缓慢加入0.6倍体积的异丙醇，颠倒混匀，至絮状物析出。
10)用封口的玻璃棒缓缓搅动，将DNA缠绕其上，用70％乙醇洗涤两次，室温干燥，溶于100ul TE缓冲液中，4℃保存
实施例2高通量测序
1)将实施例1所得的DNA片段化，构建测序文库；
2)运用罗氏454公司的GS FLX测序仪进行高通量测序：获得了561423条读序(reads)，用454公司自带的拼装软件拼接后，contig数目为56条(>500bp)，覆盖度为全基因组的25.6倍。
3)进行进一步拼接组装，完成补洞工作(gap closing)：共通过设计548个特异PCR和2个fosmid克隆shotgun测序，最终拼装得到东方拟无枝酸菌CGMCC No.6023的完整基因组序列。其中，每100,000个碱基错误率小于0.5，超过国际要求每100,000个碱基错误率小于1的水平。全基因组拼装采用的是phred/phrap/consed数据包。
实施例3基因组功能注释
1)开放阅读框(ORF)的确定：先用Glimmer3.02预测，然后用Genemark和Z-curve进行校正。
2)蛋白功能注释：对预测到的CDSs，通过BLASTP比对KEGG和NR数据库进行初步基因注释，所有注释结果均通过人工最后手动修正；而直系同源基因(clusters oforthologous groups，COGs)及蛋白保守结构域的预测则通过比对NCBI的CDD数据库获得，COGs的确认参数为identity≥30％,length diversity≤20％。
实施例4 nrps3生物合成基因簇的生物信息学分析
通过生物信息学分析，nrps3基因簇包含35个开放阅读框，其中主要包括2个NRPS基因(AORI_5341/AORI_5349)，4个与骨架合成有关的基因(AORI_3537/AORI_3538/AORI_3539/AORI_3540)，5个转录调控基因(AORI_3525/AORI_3526/AORI_3531/AORI_3535/AORI_3553)，4个铁载体转运基因(AORI_3543/AORI_3544/AORI_3545/AORI_3546)等。
表1、嗜铁素生物合成基因簇生物信息学分析
| CDSs | start | End | strand | length | protein name |
| AORI_3525 | 3860163 | 3860771 | + | 609 | TetR家族转录调控子 |
| AORI_3526 | 3861472 | 3860768 | - | 705 | GntR家族转录调控子 |
| AORI_3527 | 3861618 | 3862895 | + | 1278 | 含二羧酸载体MatC结构域蛋白 |
| AORI_3528 | 3862907 | 3864322 | + | 1416 | 脂酰CoA连接酶 |
| AORI_3529 | 3864315 | 3865571 | + | 1257 | 乙酰辅酶A羧化酶羧基转移酶α亚基 |
| AORI_3530 | 3865582 | 3866403 | + | 822 | 保守假设蛋白 |
| AORI_3531 | 3867334 | 3866384 | - | 951 | AraC家族转录调控子 |
| AORI_3532 | 3867416 | 3868417 | + | 1002 | 保守假设蛋白 |
| AORI_3533 | 3868979 | 3868407 | - | 573 | 肽酶M15B和M15C dd-羧肽酶VanY/<u>内溶素</u> |
| AORI_3534 | 3869062 | 3869796 | + | 735 | 反应调节受体蛋白 |
| AORI_3535 | 3869793 | 3871199 | + | 1407 | OmpR家族双组份系统 |
| AORI_3536 | 3871196 | 3871654 | + | 459 | 保守假设蛋白 |
| AORI_3537 | 3872105 | 3872854 | + | 750 | 2,3-二氢-2,3-二羟基苯甲酸脱氢酶 |
| AORI_3538 | 3872991 | 3874184 | + | 1194 | 异分支酸合酶 |
| AORI_3539 | 3874181 | 3875803 | + | 1623 | 2,3-二羟基苯甲酰AMP连接酶 |
| AORI_3540 | 3875806 | 3876471 | + | 666 | 肠杆菌素异分支酸酶 |
| AORI_3541 | 3876468 | 3876701 | + | 234 | 含芳香基载体结构域蛋白 |
| AORI_3542 | 3876698 | 3877552 | + | 855 | 铁载体相互作用蛋白 |
| AORI_3543 | 3877581 | 3878582 | + | 1002 | 铁复合物转运系统底物结合蛋白 |
| AORI_3544 | 3878579 | 3879562 | + | 984 | ABC型Fe<sup>3+</sup>-铁载体转运系统透性酶组分 |
| AORI_3545 | 3879559 | 3880581 | + | 1023 | 铁复合物转运系统透性酶蛋白 |
| AORI_3546 | 3880578 | 3881354 | + | 777 | 铁复合物转运系统ATP结合蛋白 |
| AORI_3547 | 3881348 | 3891253 | + | 9906 | 非核糖体肽合成酶/氨基酸腺嘌呤化酶 |
| AORI_3548 | 3891250 | 3892647 | + | 1398 | EmrB/QacA亚家族药物抗性转运蛋白 |
| AORI_3549 | 3892634 | 3893671 | + | 1038 | 3-脱氧-D-阿拉伯-庚酮糖-7-磷酸合酶 |
| AORI_3550 | 3894209 | 3893778 | - | 432 | 保守假设蛋白 |
| AORI_3551 | 3894942 | 3894319 | - | 624 | 保守假设蛋白 |
| AORI_3552 | 3895624 | 3895085 | - | 540 | 保守假设蛋白 |
| AORI_3553 | 3896363 | 3895707 | - | 657 | LuxR家族转录调控子 |
| AORI_3554 | 3897412 | 3896342 | - | 1071 | 保守假设蛋白 |
| AORI_3555 | 3898508 | 3897405 | - | 1104 | 信号转导组氨酸激酶 |
| AORI_3556 | 3899545 | 3898517 | - | 1029 | 假设蛋白 |
| AORI_3557 | 3900441 | 3899542 | - | 900 | 保守假设蛋白 |
| AORI_3558 | 3901652 | 3900438 | - | 1215 | 主要易化子超家族蛋白 |
| AORI_3559 | 3903909 | 3901786 | - | 2124 | 金属磷酸酯酶 |
实施例5嗜铁素的检测
CAS蓝色检测液及方法:称取0.006g CAS溶解，加入1ml 1mM FeCl3.6H2O，混匀后用移液枪缓慢加入HDTMA(称取0.007g后溶解)，然后加入3g PIPES，用浓NaOH调pH至5.6-6.0左右，定容至100ml，121℃高温灭菌15min。
采用铬天青CAS固体检测法来检测嗜铁素的产生情况。该检测法的原理是CAS本身为红色，形成CAS-Fe3+-HDTMA(溴化十六烷基三甲铵)复合物后为蓝色，当存在嗜铁素时，由于后者与Fe3+高效络合，从而破坏了前者复合物的结构，游离出CAS，在检测板上形成橙色晕圈。固体检测法采用双层平板法：下层是检测板，上层是不含Fe3+的固体发酵培养基。接种东方拟无枝酸菌CGMCC No.6023孢子悬液(108)于纸片上。培养5天后，固体平板上产生了橙色的晕圈，表明该菌产生了嗜铁素类化合物。
实施例6嗜铁素合成基因簇功能验证
从东方拟无枝酸菌CGMCC No.6023中克隆所述嗜铁素合成基因簇，将含有所述嗜铁素合成基因簇的重组载体pET28a质粒导入宿主大肠杆菌中，然后培养含目标质粒的大肠杆菌，验证所得工程菌是否能够表达嗜铁素类化合物。
采用铬天青CAS固体检测法来检测嗜铁素的产生情况。该检测法的原理是CAS本身为红色，形成CAS-Fe3+-HDTMA(溴化十六烷基三甲铵)复合物后为蓝色，当存在嗜铁素时，由于后者与Fe3+高效络合，从而破坏了前者复合物的结构，游离出CAS，在检测板上形成橙色晕圈。固体检测法采用双层平板法：下层是检测板，上层是不含Fe3+的固体发酵培养基。接种所得大肠杆菌悬液(108)于纸片上。培养5天后，固体平板上产生了橙色的晕圈，表明该工程菌菌产生了嗜铁素类化合物。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种嗜铁素合成基因簇，其特征在于，所述嗜铁素合成基因簇来自Amycolatopsisorientalis东方拟无枝酸菌 CGMCC No.6023，所述嗜铁素合成基因簇由35个基因组成：
(1) AORI_3525基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；
(2)AORI_3526基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示；
(3)AORI_3527基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示；
(4) AORI_3528基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示；
(5)AORI_3529基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示；
(6)AORI_3530基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示；
(7)AORI_3531基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.7所示；
(8)AORI_3532基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.8所示；
(9)AORI_3533基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.9所示；
(10)AORI_3534基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.10所示；
(11)AORI_3535基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.11所示；
(12)AORI_3536基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.12所示；
(13)AORI_3537基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.13所示；
(14)AORI_3538基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.14所示；
(15)AORI_3539基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.15所示；
(16)AORI_3540基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.16所示；
(17)AORI_3541基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.17所示；
(18)AORI_3542基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.18所示；
(19)AORI_3543基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.19所示；
(20)AORI_3544基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.20所示；
(21)AORI_3545基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.21所示；
(22)AORI_3546基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.22所示；
(23)AORI_3547基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.23所示；
(24)AORI_3548基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.24所示；
(25)AORI_3549基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.25所示；
(26)AORI_3550基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.26所示；
(27)AORI_3551基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.27所示；
(28)AORI_3552基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.28所示；
(29)AORI_3553基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.29所示；
(30)AORI_3554基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.30所示；
(31)AORI_3555基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.31所示；
(32)AORI_3556基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.32所示；
(33)AORI_3557基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.33所示；
(34)AORI_3558基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.34所示；
(35)AORI_3559基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.35所示。
2.含有权利要求1所述嗜铁素合成基因簇的表达载体。
3.含有权利要求2所述表达载体或染色体上整合有外源的权利要求1所述的嗜铁素合成基因簇的宿主细胞，所述宿主细胞选自大肠杆菌、红球菌、诺卡氏菌、枯草芽孢杆菌、乳酸棒杆菌或酵母菌中的任意一种。
4.含有权利要求1所述嗜铁素合成基因簇的基因工程菌的构建方法，其特征在于，将含有权利要求1所述的嗜铁素合成基因簇的重组表达载体导入宿主。
5.一种制备嗜铁素的方法，其特征在于，包括步骤：培养权利要求3所述的宿主细胞，从而表达嗜铁素，以及从培养液中分离嗜铁素。
6.根据权利要求1所述的嗜铁素合成基因簇、权利要求2所述的表达载体在制备嗜铁素中的应用。
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