本发明公开了一种大环内酰胺类化合物heronamides的生物合成基因簇及其应用。本发明来源于深海放线菌Streptomyces sp.SCSIO 03032(保藏编号为：CCTCC NO.M 2011258)的heronamides的生物合成基因簇，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1的第2662‑82562位所示，包含20个基因；其中的P450氧化酶基因HerO，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1的第24299‑25546位的碱基序列所示，编码P450氧化酶HerO，其能催化heronamide G形成heronamide F，缺失P450氧化酶基因HerO的基因工程菌能用于制备heronamide G。本发明所提供的heromanides生物合成相关的所有基因和蛋白信息，有助于阐释二十元环大环内酰胺类化合物的生物合成机制，通过对上述生物合成基因的改造可获得heromanides的结构类似物，同时可用来寻找和挖掘自然界中可用于医药卫生及工农业的化合物或基因蛋白。