[發明專利]編碼杜仲的甲羥戊酸途徑的酶的基因

有效

• 申請號: 201110358565.3
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN102492701B
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）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）人: 日立造船株式會社;國立大學法人大阪大學
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54
• 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，申請號為200810125360.9的、發 明名稱和本發明相同的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發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

作為類異戊二烯化合物之一的聚異戊二烯(橡膠)根據異戊二烯 單元的聚合方式的不同而分為順式和反式。生產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)所生產的順式聚異戊二烯作為天然橡膠在商業上廣泛應 用。而關于長鏈反式聚異戊二烯，已知天然中有膠木等少數植物生產， 但商業上并未利用。目前，反式聚異戊二烯是化學合成，應用于高爾 夫球外皮、繃帶、運動保護器具等中。反式聚異戊二烯是顯示低熔點 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為5的化合物-異戊烯焦磷酸 (IPP)為單元的縮合反應生成。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，在細胞質中是甲羥戊酸途徑發揮作用，在色素體中 是非甲羥戊酸途徑發揮作用。

通過甲羥戊酸途徑發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(根較多含有環烯醚萜苷) 登錄了乙酰-CoA?C-乙酰轉移酶(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)。

中國原產的木本植物杜仲(Eucommia?ulmoides?Oliver)生產纖維狀 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1)。

杜仲的樹皮作為滋養強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-環烯醚萜的苷(京尼平 苷酸)(非專利文獻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，在從目標生物種中獲得具有某種功能的同源基因 時，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，這些方法的準確性低，很麻煩。特別是目標基因的保守區 域不明確時，則難于采用這些方法。

對杜仲的基因序列進行了分析(非專利文獻4和5)。非專利文獻4 中報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道。

非專利文獻1：Bamba?T，Fukusaki?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)