[發明專利]枸杞異戊二烯焦磷酸異構酶基因及包括該基因的重組載體和宿主細胞及應用有效

申請號：	201110417009.9	申請日：	2011-12-14
公開（公告）號：	CN102517310A	公開（公告）日：	2012-06-27
發明（設計）人：	季靜;王罡;李招娣;吳疆;關春峰;金超	申請（專利權）人：	天津大學
主分類號：	C12N15/61	分類號：	C12N15/61;C12N15/70;C12N9/90;C12N1/21;C12R1/19
代理公司：	天津市杰盈專利代理有限公司 12207	代理人：	王小靜
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摘要：
搜索關鍵詞：	枸杞異戊二烯焦磷酸異構酶基因包括重組載體宿主細胞應用
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種枸杞(Lycium?chinense?Miller)中異戊二烯焦磷酸異構酶基因LmIpi的克隆和重組及應用，屬于分子生物學和生物技術領域。

背景技術

枸杞中含有豐富的類胡蘿卜素，據報道，寧夏枸杞鮮果的β-胡蘿卜素含量為19.65mg/100g，總類胡蘿卜素含量為295.27mg/100g，是胡蘿卜的3～4倍。類胡蘿卜素是由類異戊二烯聚合而成的菇類化合物，生物合成的前體是含5個碳的異戊二烯焦磷酸(IPP)。絕大多數類胡蘿卜素是由8個IPP單位聚合而成的含有個40碳的碳氫四萜類(胡蘿卜素)及其含氧的衍生物。在類胡蘿卜素生物合成途徑中，異戊二烯焦磷酸異構酶(Isopentenyl?pyrophosphate?isomerase，IPI)催化異戊二烯焦磷酸轉變成二甲基丙烯焦磷酸，該基因廣泛存在于生物體中，在這些物種萜類合成中行使調節萜類5-碳前體分子庫容的重要功能。目前為止，已經從水稻、玉米、番茄、甘薯、煙草等植物克隆到該基因。

類胡蘿卜素是C40的碳氫化合物，廣泛存在于植物、一些光合細菌以及藻類中的脂溶性色素，主要包括胡蘿卜素(carotenes)和它們的氧化衍生物葉黃素(xanthophylls)兩大類。類胡蘿卜素在植物光合作用中起著至關重要的作用，它們是光合天線和光反應中心復合體不可缺少的結構成分，還可以保護葉綠素免受強光導致的光氧化破壞。類胡蘿卜素是維生素A的前體，具有增強免疫、抗氧化、增進細胞縫間聯接交流、預防、延緩及治療癌癥的功能。Aluru等將細菌crtB(pds)和crtI基因串聯在一起，在玉米胚乳中特異性表達，胚乳中類胡蘿卜素含量提高34倍，并積累了大量的維生素A的前體：β-胡蘿卜素。

生物系統中一旦形成高度活潑的具有損傷能力的自由基后，就會對細胞遺傳物質和細胞膜進行強烈的破壞，導致細胞功能下降，機體衰老以及疾病的發生。類胡蘿卜素，尤其是β-胡蘿卜素能抑制、清除體內自由基，可以延緩衰老和預防腫瘤、血栓、動脈粥樣硬化等疾病。類胡蘿卜素能增加免疫系統中B細胞的活力、消滅外源入侵的病原菌，能提高淋巴輔助T細胞的活力，協助B細胞產生抗體，并提高其他免疫組分的活性；還能增加自然殺傷細胞的數目，以消除機體內被感染的細胞或癌細胞。據報道，除β-胡蘿卜素外，番茄紅素等也有增加免疫力的功能。

隨著人類對類胡蘿卜素藥用價值及醫療保健作用的不斷發現，對類胡蘿卜素的種類和產量的需求也將越來越大，然而，類胡蘿卜素很難用化學方法合成。現代分子生物學研究手段的發展，使得類胡蘿卜素生物合成途徑中的一系列關鍵酶的基因被陸續分離鑒定，為通過DNA重組技術和遺傳工程調控生產類胡蘿卜素開辟了道路，特別是通過類胡蘿卜素基因工程獲得“金色水稻”和“金油菜”，極大地增強了人們開展植物類胡蘿卜素基因工程的信心。

發明內容

本發明的目的在于提供一種枸杞異戊二烯焦磷酸異構酶基因。

本發明的第二個目的是提供該基因編碼的蛋白質。

本發明的目的還在于提供含有該基因的重組載體和宿主細胞。

本發明的另一個目的在于提供該基因的用途。

本發明提供了一種枸杞異戊二烯焦磷酸異構酶基因LmIpi，如序列表中SEQ?ID?NO.1所示的核苷酸序列構成。

本發明提供了一種上述枸杞異戊二烯焦磷酸異構酶基因LmIpi編碼的蛋白質，如序列表中所示的氨基酸序列的蛋白質。

本發明提供了一種上述枸杞異戊二烯焦磷酸異構酶基因LmIpi重組克隆載體pMD18-T-LmIpi。

含有上述的枸杞異戊二烯焦磷酸異構酶基因LmIpi的重組載體，這些重組載體包括質粒。

所述的質粒表達載體大腸桿菌表達載體pET28a-LmIpi。

含有上述枸杞異戊二烯焦磷酸異構酶基因LmIpi完整編碼閱讀框序列的宿主細胞，如含有上述重組載體的宿主細胞也屬于本發明的保護范圍。

所述的宿主細胞選自大腸桿菌細胞。