[發明專利]一種新型白木香倍半萜合成酶及其編碼基因和應用

有效

• 申請號: 201410612415.4
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104342426B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 葉偉;何欣;章衛民;王磊
• 申請（專利權）人: 廣東省微生物研究所
• 主分類號: C12N9/88
• 分類號: C12N9/88;C12N15/60;C12Q1/68
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 劉明星

技術領域：

本發明屬于基因生物領域，具體涉及一種新型白木香倍半萜合成酶及其編碼基因和應用。

背景技術：

沉香具行氣止痛、溫中止嘔、納氣平喘的功效，在治療消化系統疾病、呼吸系統疾病、心腦血管疾病、神經系統疾病有顯著療效，在抗腫瘤、抗風濕病以及抗衰老等方面也有較好的作用(劉軍民,徐鴻華.國產沉香研究進展.中藥材,2005,28(7):627-632)。白木香經機械誘導、化學損傷或真菌誘導后會形成沉香，而沉香中的主要成分包括倍半萜類化合物。白木香的轉錄組測序結果表明，白木香倍半萜合成酶是沉香生物合成的關鍵酶(吳宏清，王磊，何欣，白玲，高曉霞，嚴寒靜，章衛民.白木香倍半萜合成酶基因As-SesTPS的克隆及生物信息學與表達分析，2014，45(1)：94-101)。人工沉香與天然沉香相比，其主要藥效成分倍半萜類化合物相對較低(Gao X X,Xie M R,Liu S F,Guo X L,Chen X Y,Zhong Z J,Wang L,Zhang W M.Chromatographic fingerprint analysis of metabolites in natural and artificial agarwood using gas chromatography-mass spectrometry combined with chemometric methods.Journal of Chromatography B,2014,967:264-273)，因此其品質也不如天然沉香，而倍半萜合成酶是倍半萜類化合物形成的關鍵酶，因此對白木香倍半萜合成酶基因的克隆和鑒定能為提升人工結香技術提供理論指導，對于提升人工沉香的品質有十分重要的意義。

目前，多種不同植物種類的倍半萜類合成酶基因已經被成功克隆，但沉香倍半萜合酶相關基因的生物合成研究并不多，僅克隆得到主產物為愈創木烯的倍半萜合成酶基因(Kumeta Y,Ito M.Characterization ofδ-guaiene synthases from cultured cells of Aquilaria,responsible for the formation of the sesquiterpenes in agarwood[J].Plant Physiol,2010,154(4):1998-2007；岳躍沖,范燕萍.植物萜類合成酶及其代謝調控的研究進展.園藝學報,2011,3(2)：379-388)。

發明內容：

本發明的第一個目的是提供一種新型白木香倍半萜合成酶。

本發明的白木香倍半萜合成酶，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本發明第二個目的是提供編碼上述白木香倍半萜合成酶的白木香倍半萜合成酶基因As-SesTPS1，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本發明的第三個目的是提供白木香倍半萜合成酶基因As-SesTPS1在檢測白木香樹體的結香水平中的應用。

本發明克隆得到了白木香倍半萜合成酶基因As-SesTPS1，進化樹分析結果表明該基因屬于被子植物倍半萜合成酶基因組成的TPSa亞族，與該基因同源性最高的基因為δ-愈創木烯合成酶基因，其氨基酸序列同源性也僅僅為54％，因此推測為一種新型的白木香倍半萜合成酶基因。通過熒光定量PCR分析該基因在白木香結香部位(含有大量沉香)、過渡部位(含有少量沉香，位于結香和未結香之間的部位)和未結香部位(無沉香)的表達水平，可作用于檢測白木香樹體的結香水平，為評價沉香品質提供重要的分子生物學依據。

本發明所提供的白木香倍半萜合成酶具有以下的理化特性：該基因所編碼蛋白的分子量為64.14kD，等電點為5.14，為酸性蛋白，其半衰期在體外哺乳動物網織紅細胞為30h，在酵母體內大于20h，在大腸桿菌體內大于10h。不穩定系數為44.57，為不穩定蛋白。該基因所編碼的蛋白能催化底物法尼基焦磷酸生成倍半萜類化合物，為沉香生物合成途徑中的關鍵基因。

鑒于目前關于白木香倍半萜合成酶基因的報道較少，因此本發明所提供的白木香倍半萜合成酶基因As-SesTPS1及其在白木香不同部位的表達水平在檢測白木香樹體中的結香水平具有重要的應用價值，對提高結香品質具有十分重要的現實意義。

附圖說明：