[發(fā)明專利]與類胡蘿卜素合成相關(guān)的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110138552.5
• 申請(qǐng)日: 2011-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102250844A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉慶昌;翟紅;何紹貞;楊元軍;孫志成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N9/00
• 分類號(hào): C12N9/00;C12N15/52;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12N15/11;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;任鳳華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域中與類胡蘿卜素合成相關(guān)的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。

背景技術(shù)

自然界中，類胡蘿卜素廣泛存在于植物、真菌、藻類、細(xì)菌體內(nèi)，呈現(xiàn)由黃到紅的顏色變化，動(dòng)物無(wú)法自身合成，需要直接或間接地從植物、真菌、細(xì)菌等中攝取。類胡蘿卜素是動(dòng)物和人類必需的微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可合成視黃素、清除自由基，預(yù)防癌癥、心血管及老年性疾病等。類胡蘿卜素的缺乏，會(huì)嚴(yán)重影響人類的健康，夜盲癥即缺乏V_A所致。夜盲癥初期通過(guò)攝入適量的β-胡蘿卜素即可痊愈。面對(duì)全球特別是非洲部分國(guó)家V_A缺乏的現(xiàn)狀，有人提出通過(guò)服用V_A解決，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，服用V_A操作難度較大、加之V_A攝入過(guò)多會(huì)引起中毒，因此從日常飲食中攝取V_A的前體β-胡蘿卜素是一條經(jīng)濟(jì)安全的途徑。但在人類主食中，通常缺乏這些微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此深入研究其合成機(jī)制，并從基因水平上操縱其生物合成，將有效地提高作物、果蔬等的類胡蘿卜素等微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量。

類胡蘿卜素的生物合成是由一系列核基因編碼的酶催化反應(yīng)完成的。類胡蘿卜素生物合成的第一步反應(yīng)是由八氫番茄紅素合成酶(Phytoene?synthase，PSY)催化兩分子牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸(Geranylgeranyl?pyrophosphate，GGPP)縮合成八氫番茄紅素，經(jīng)過(guò)4步脫氫反應(yīng)，八氫番茄紅素可生成番茄紅素。前兩步反應(yīng)由八氫番茄紅素脫氫酶(Phytoene?desaturase，PDS)催化、后兩步反應(yīng)由ζ-胡蘿卜素脫氫酶(ζ-carotene?desaturase，ZDS)催化。自番茄紅素以下反應(yīng)分成兩條支路，一條是經(jīng)連續(xù)兩次環(huán)化反應(yīng)生成β-胡蘿卜素，由番茄紅素β-環(huán)化酶(Lycopene?β-cyclase，LCY-B)催化完成；另一條是生成α-胡蘿卜素，由LCY-B和番茄紅素ε-環(huán)化酶(Lycopeneε-cyclase，LCY-E)催化完成。類胡蘿卜素生物合成途徑上游是脫氧木酮糖磷酸鹽(1-deoxy-d-xylulose?5-phosphate，DXP)途徑，該途徑相關(guān)酶基因表達(dá)的差異也會(huì)影響下游類胡蘿卜素的生物合成。LytB基因所編碼的酶位于DXP途徑的后端，可催化羥甲基丁烯二磷酸((E)-4-hydroxy-3-methylbut-2-enyl?diphosphate，HMBPP)生成異戊二烯焦磷酸(isopentenyl?diphosphate，IPP)和二甲基丙烯基焦磷酸(dimethylallyldiphosphate，DMADP)，同時(shí)也影響類胡蘿卜素的生物合成。類胡蘿卜素尤以β-胡蘿卜素是維生素A的前體，具有免疫和抗氧化功能，其藥用潛力引起人們的極大關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供與類胡蘿卜素合成相關(guān)的蛋白及其編碼基因。

本發(fā)明所提供的與類胡蘿卜素合成相關(guān)的蛋白，名稱為IbLytB，來(lái)源于甘薯(Ipomoea?batatas)，是如下(a)或(b)的蛋白質(zhì)：

(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；

(b)將序列表中序列1的氨基酸殘基序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與類胡蘿卜素合成相關(guān)的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。

所述與類胡蘿卜素合成相關(guān)蛋白的編碼基因也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

所述與類胡蘿卜素合成相關(guān)蛋白的編碼基因?yàn)槿缦?)-4)中任一所述的基因：

1)序列表中序列2自5′末端起第63位-第1440位或第30位-第1461位堿基核苷酸所示的DNA分子；

2)序列表中序列2所示的DNA分子；

3)在嚴(yán)格條件下與1)或2)所示的DNA分子雜交且編碼所述蛋白的基因；

4)與1)或2)或3)的基因具有90％以上的同源性且編碼所述蛋白的基因。

上述嚴(yán)格條件可為用6×SSC，0.5％SDS的溶液，在65℃下雜交，然后用2×SSC，0.1％SDS和1×SSC，0.1％SDS各洗膜一次。

序列表中的序列2由1668個(gè)堿基組成，其開(kāi)放閱讀框架(ORF)為自5′末端第63位-第1440位堿基，編碼氨基酸序列是序列表中序列1所示的蛋白。

含有所述與類胡蘿卜素合成相關(guān)蛋白的編碼基因的表達(dá)盒、重組表達(dá)載體、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組菌也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

所述重組表達(dá)載體是在載體pCBGUS的多克隆位點(diǎn)間插入所述編碼基因得到的重組表達(dá)載體；