[發明專利]法尼焦磷酸合酶蛋白質、核酸及其啟動子區域

無效

• 申請號: 01803538.8
• 申請日: 2001-10-05
• 公開（公告）號: CN1394233A
• 公開（公告）日: 2003-01-29
• 發明（設計）人: 岡田行夫;伊藤一敏
• 申請（專利權）人: 札幌啤酒株式會社
• 主分類號: C12N15/60
• 分類號: C12N15/60;C12N9/88
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 楊宏軍

技術領域

本發明涉及酒花的法尼焦磷酸(FPP)合酶基因以及上述基因的啟動子區域。

背景技術

植物在其植物體內產生并蓄積萜類、生物堿、酚類、皂甙等種類繁多的低分子有機化合物。當初，認為這些化合物與維持生物的生命并沒有直接關系，僅僅是次要的功能，因此曾被稱為二次代謝產物。

但是，近年來，逐步明確該二次代謝產物作為與細胞分化或防御外界因子有關的物質發揮功能，隨之在嗜好物、藥品、染料等廣泛領域發現了利用方法，其實用性不僅在農學領域，而且在廣泛領域都得到了矚目。

這種二次代謝產物由于在產業上利用價值高，植物細胞內的生成過程逐步明確，目前表明這些物質是經多種酶等參與的復雜級聯而生物合成的。但是，為了得到這種物質，必須從植物中直接提取，在這種情況下一次能夠分離的量非常少，結果成本增高，因此期望開發一種利用基因工程學技術和培養細胞等的試管內合成方法。

作為植物中與二次代謝產物的合成級聯有關的酶，已知法尼焦磷酸合酶。法尼焦磷酸合酶是與植物中作為色素、香味、植物激素、防御素、對害蟲等的防御物質等各種物質基干的類異戊二烯的代謝有關的酶(Plant?Biochemistry?&?Molecular?Biology，Hans-Walter?Heldt，Oxford?University?Press，pp360-376，1997)，已知除了催化在異戊烯焦磷酸上加成二甲基烯丙基焦磷酸轉變為焦磷酸香葉酯(geranylpyrophosphate)的反應以外，還催化在上述焦磷酸香葉酯上加成異戊烯焦磷酸轉變為法尼焦磷酸的反應。

另一方面，酒花是賦予啤酒爽快的苦味和香味的主要原料，但是已知該酒花中也會在球果內含有的蛇麻素腺毛內大量分泌二次代謝產物，該二次代謝產物非常有助于啤酒的苦味和香味。而且，近年來表明這種酒花的二次代謝產物具有藥理作用(例如，Biosci.Biotech.Biochem.，61(1)，158，1997)?；谶@些原委，對酒花也進行了著眼于苦味質、精油成分這種蛇麻素腺毛中蓄積的二次代謝產物的各種品種改良。

但是，酒花是雌雄異株的植物，特別是雄株不帶有作為啤酒原料的球果，在商業上得不到重視，因此進行的研究不太多，對于釀造上有用的遺傳性狀也幾乎不明確。因此，目前的現狀是按照以前利用交配的育種方法，依賴于經驗和直覺的部分較多，特別是對于釀造質量實際上完全預想不到球果附生。因此，對于酒花也強烈希望分離上述法尼焦磷酸合酶基因，通過利用基因工程學方法的研究，確立一種酒花中二次代謝產物的控制方法或試管內合成方法。

另一方面，目前性狀轉化技術和分子篩選技術這些利用基因工程學的育種方法逐步在各種植物中成為可能。采用這些方法的情況下，與依賴于經驗和直覺的部分多的傳統育種方法相比，能夠更客觀有效地育種。也就是說，性狀轉化技術是將外來基因引入植物細胞內并使之表達，直接引入所要賦予的性狀的技術，為了使外來基因進行表達，采取下述方法：將所需的結構基因以及在植物細胞內可以發揮功能的終止子連接在控制基因表達的在植物細胞內可以發揮功能的啟動子上，將其引入植物細胞內。迄今為止，作為實驗水平上常用的啟動子，有在比較多的植物中不問組織均能使引入基因進行表達的CaMV?35S啟動子和胭脂氨酸合成酶基因啟動子(Sanders?P.R.et?al.Nucleic?Acid?Res，15(1987)1543-1558)等。但是，使用上述啟動子使引入基因在所有組織中表達時，根據引入的基因有時會對植物的生長發育等帶來不良影響，因此強烈需要分離出一種使外來基因在目的組織中進行表達的組織特異性啟動子基因。

發明公開

本發明是鑒于上述現有技術中存在的課題而提出的，其目的在于明確酒花中與二次代謝產物的生物合成有關的基因以及在酒花的蛇麻素腺毛中組織特異性地發揮功能的啟動子基因的堿基序列，使利用基因工程學方法的酒花性狀轉化和酒花的二次代謝產物在試管內的合成成為可能。

本發明人為了實現上述目的反復進行了悉心研究，結果發現了在酒花的蛇麻素腺毛中強烈表達，與二次代謝產物的生物合成有關的法尼焦磷酸合酶基因及其啟動子基因，從而完成了本發明。

也就是說，按照本發明，可以提供以下1～2記載的蛋白質。

1、一種蛋白質，具有序列表中序列號1記載的氨基酸序列。

2、一種蛋白質，其特征在于，具有序列表中序列號1記載的氨基酸序列中缺失、取代或添加1個或多個氨基酸得到的氨基酸序列，而且具有法尼焦磷酸合酶活性。