[發明專利]芍藥脫氧木酮糖-5-磷酸合酶(PLDXS)基因及其編碼產物和應用

有效

• 申請號: 201210296844.6
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN103627717A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 黃璐琦;袁媛;汪周勇
• 申請（專利權）人: 中國中醫科學院中藥研究所
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N9/10;C12N15/63
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于生物技術領域，主要涉及利用芍藥cDNA文庫克隆脫氧木酮糖-5-磷酸合酶基因及其編碼產物與應用，尤其涉及生物合成有藥理活性成分的有機酸、萜類酶基因及其編碼產物與應用，屬于藥用植物基因工程領域。

背景技術

藥用植物活性成分的形成是植物次生代謝途徑中特有基因群的產物。隨著植物功能基因組研究的廣泛與深入，獨具特色又有廣闊應用前景的藥用植物次生代謝合成相關功能基因的研究逐漸成為研究的熱點，這些基因的克隆將為解析藥用植物有效成分的生物合成途徑及其調控機制和解釋藥材品質的形成提供理論基礎，同時為利用生物技術提高目標成分含量或直接生產有效成分或中間體帶來廣闊的應用空間。藥用植物的化學成分復雜、種類繁多，其中主要含有有機酸類、黃酮類、揮發油、萜類、二萜類、微量元素等多種成分，芍藥Paeonia?lactiflora不僅是名花，還是一味常用中藥，其根可供藥用。其中白芍具有鎮痙、鎮痛、通經等作用。芍藥根中含有芍藥苷、安息香酸等活性成分，其中芍藥苷屬于單萜類化合物，具有顯著的鎮痛、鎮靜、抗驚厥、，解痙、解熱、抗炎、抗潰瘍、抗過敏、降血糖、調節免疫、保護肝臟等作用(楊俊，方紅編。芍藥[M]。北京：中國中醫藥出版社，2001，113)。

脫氧木酮糖-5-磷酸合酶(1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate?synthase，DXS)是位于質體中的萜類化合物生物合成途徑脫氧木酮糖-5-磷酸(DXP)途徑的起始酶，能將丙酮酸和甘油醛-3-磷酸轉化生成DXP，現在普遍認為DXS是DXP途徑的關鍵酶和限速酶，其表達量可能與芍藥苷等萜類成分的含量密切相關。芍藥脫氧木酮糖-5-磷酸合酶(PLDXS)基因的克隆，為利用基因工程提高芍藥活性成分含量提供重要物質基礎，在藥材芍藥的品質改良、活性成分合成生物學等方面，具有很好的應用前景。在本發明被公布之前，尚未有任何公開或報道過本專利中請中所提及的芍藥中脫氧木酮糖-5-磷酸合酶基因及其氨基酸序列。

發明內容

本發明的目的在于提供一種芍藥脫氧木酮糖-5-磷酸合酶(PLDXS)基因。

本發明第二個目的是提供該基因編碼的蛋白質。

本發明還提供了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應用。

本發明所提供的芍藥脫氧木酮糖-5-磷酸合酶(PLDXS)基因，為以下核苷酸序列之一：

(1)具有SEQ?ID?NO.1所示的核苷酸序列；

(2)SEQ?ID?NO.1所示的核苷酸序列添加、取代、插入或缺失一個或多個核苷酸的同源序列或者其等位基因及其衍生的核苷酸序列。

該基因所編碼的蛋白質為芍藥脫氧木酮糖-5-磷酸合酶(PLDXS)基因，是以下氨基酸序列之一：

(1)具有SEQ?ID?NO.2所示的氨基酸序列；

(2)SEQ?ID?NO.2添加、取代、插入或缺失一個或多個氨基酸的同源序列。

本發明所提供的脫氧木酮糖-5-磷酸合酶(PLDXS)基因是首次從芍藥中克隆制備的，體外實驗表明，PLDXS具有催化丙酮酸和甘油醛-3-磷酸生成DXP的活性。利用本發明可以通過基因工程技術來提高芍藥等植物中萜類物質含量。

附圖說明：

圖1：PLDXS功能域預測分析(來源于NCBI數據庫)；

圖2：PLDXS系統進化樹(鄰接法)；

圖3：表達載體pET32-PLDXS構建；

具體實施方式

實施例1、芍藥cDNA文庫的構建

1、芍藥總RNA的分離和檢測