[發(fā)明專利]編碼杜仲的甲羥戊酸途徑的酶的基因

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110355190.5
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN102453724A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 福崎英一郎;小林昭雄;馬場健史;中澤慶久;西河貴史
• 申請（專利權(quán)）人: 日立造船株式會(huì)社;國立大學(xué)法人大阪大學(xué)
• 主分類號: C12N15/60
• 分類號: C12N15/60
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 郭文潔

本申請是申請日為2008年6月20日，申請?zhí)枮?00810125360.9的、發(fā)明名稱和本發(fā)明相同的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及參與杜仲的類異戊二烯化合物的生物合成的基因群。

背景技術(shù)

作為類異戊二烯化合物之一的聚異戊二烯(橡膠)根據(jù)異戊二烯單元的聚合方式的不同而分為順式和反式。生產(chǎn)長鏈順式聚異戊二烯的植物已知有蒲公英、山萵苣等很多植物。巴西橡膠樹(Hevea?brasiliensis)所生產(chǎn)的順式聚異戊二烯作為天然橡膠在商業(yè)上廣泛應(yīng)用。而關(guān)于長鏈反式聚異戊二烯，已知天然中有膠木等少數(shù)植物生產(chǎn)，但商業(yè)上并未利用。目前，反式聚異戊二烯是化學(xué)合成，應(yīng)用于高爾夫球外皮、繃帶、運(yùn)動(dòng)保護(hù)器具等中。反式聚異戊二烯是顯示低熔點(diǎn)和高彈性的熱塑性彈性體，可用作絕緣體。

類異戊二烯化合物通過與碳原子數(shù)為5的化合物-異戊烯焦磷酸(IPP)為單元的縮合反應(yīng)生成。甲羥戊酸途徑是類異戊二烯化合物的生物合成中的初期合成途徑之一。在動(dòng)物、植物、菌類中可通過甲羥戊酸途徑生物合成IPP。

作為IPP生物合成途徑，除了甲羥戊酸途徑之外還存在非甲羥戊酸途徑。在植物中，在細(xì)胞質(zhì)中是甲羥戊酸途徑發(fā)揮作用，在色素體中是非甲羥戊酸途徑發(fā)揮作用。

通過甲羥戊酸途徑發(fā)揮作用的酶的基因在各種植物中都是公知的。例如Kutki(胡黃連)(Picrorhiza?kurrooa)中(根較多含有環(huán)烯醚萜苷)登錄了乙酰-CoA?C-乙酰轉(zhuǎn)移酶(堿基序列在GenBank的登錄號為DQ347964，氨基酸序列的登錄號為ABC74567)，巴西橡膠樹(合成順式聚異戊二烯)中登錄了HMG-CoA合成酶(堿基序列的登錄號為AF429389，氨基酸序列登錄號為AAS46245)、HMT-CoA還原酶(堿基序列登錄號為X54659，氨基酸序列的登錄號為P29057)、甲羥戊酸激酶(堿基序列登錄號為AF429384，氨基酸序列登錄號為AAL18925)、磷酸甲羥戊酸激酶(堿基序列登錄號為AF429385，氨基酸序列登錄號為AAL18926)、以及甲羥戊酸焦磷酸脫羧酶(堿基序列登錄號AF429386，氨基酸序列的登錄號為AAL18927)。

中國原產(chǎn)的木本植物杜仲(Eucommia?ulmoides?Oliver)生產(chǎn)纖維狀的長鏈反式聚異戊二烯。杜仲的葉、樹皮和種皮中含有大量反式聚異戊二烯(非專利文獻(xiàn)1)。

杜仲的樹皮作為滋養(yǎng)強(qiáng)壯和高血壓的民間治療藥物，自古以來一直被使用。杜仲中含有類異戊二烯化合物的一種-環(huán)烯醚萜的苷(京尼平苷酸)(非專利文獻(xiàn)2和3)，其具有降血壓作用。

如上所述，杜仲含有如反式聚異戊二烯和環(huán)烯醚萜苷等有用的類異戊二烯化合物。

為了制備橡膠高含量的植物，人們希望獲得參與杜仲中IPP生物合成途徑的基因。以往，在從目標(biāo)生物種中獲得具有某種功能的同源基因時(shí)，是利用使用公知基因的DNA片段的雜交篩選、或者是利用公知基因的堿基序列的縮聚PCR與接下來的5’-RACE、3’-RACE和RP-PCR組合的方法。但是，這些方法的準(zhǔn)確性低，很麻煩。特別是目標(biāo)基因的保守區(qū)域不明確時(shí)，則難于采用這些方法。

對杜仲的基因序列進(jìn)行了分析(非專利文獻(xiàn)4和5)。非專利文獻(xiàn)4中報(bào)道了參與甲羥戊酸途徑的酶之一-HMG-CoA還原酶的基因及其序列。但是參與甲羥戊酸途徑的除此之外的酶則未見報(bào)道。

非專利文獻(xiàn)1：Bamba?T，F(xiàn)ukusaki?E，Nakazawa?Y，and?Kobatashi?A，In-situ?chemical?analyses?of?tran-polyisoprene?by?histochemical?staining?and?Fourier?transform?infrared?microapectroscopy?in?a?rubber-producing?plant，Eucommia?ulmoides?Oliver.Planta?215：934-939(2002)

非專利文獻(xiàn)2：Kawasaki，T.，Uezono，K.，and?Nakazawa，Y.，Antihypertensive?mechanism?of?food?for?apecified?health?use：“Eucommia?leaf?glycoside”and?its?clinical?application，J.Health?Sci.，22，29-36(2000)