[發明專利]一種苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS2及其基因序列

在審

• 申請號: 201910091028.3
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109706138A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 喬建軍;李偉國;梁冬梅;閆曉光;許然然;饒海密;張玉婷
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C12N9/88
• 分類號: C12N9/88;C12N15/60;C12N15/81;C12N1/19;C12R1/865
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

本發明公開了一種苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS2及其基因序列,該基因全長1665bp，編碼554個氨基酸，酶蛋白分子量大小為64.13KDa，以pRS426?URA酵母蛋白表達質粒為載體，以釀酒酵母Saccharomyces cerevisiae WQ011為宿主，實現了苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS2的異源表達，重組菌WQ011/pRS426?URA?CaTPS2可以同時生成α?桉葉醇(α?Eudesmol)和Selina?3,7(11)?diene兩種倍半萜醇。50mL搖瓶產量為γ?桉葉醇0.15mg/L和β?桉葉醇0.06mg/L。該基因的獲得對苦皮藤倍半萜化合物的研究具有深遠的意義。

技術領域

本發明屬于酶基因工程及酶工程領域，具體涉及一種來源于苦皮藤(Celastrusangulatus)的倍半萜合成酶CaTPS2以及基因序列CaTPS-24009。

背景技術

萜類化合物是化學結構和構象最為復雜的天然產物，目前發現的萜類化合物有80000種左右，占據天然產物的三分之一，廣泛分布于植物和微生物中。萜類化合物的生物合成需要的最基本的結構單元是二甲基烯丙基焦磷酸Dimethylallyl diphosphate，DMAPP和異戊烯基焦磷酸Isopentenyl diphosphate，IPP來自于甲羥戊酸途徑和脫氧木酮糖磷酸酯途徑。不同數量的DMAPP和IPP首尾聚合再經過特殊的萜合酶的催化形成單萜(C₁₀)倍半萜(C₁₅)和二萜(C₂₀)等天然產物。倍半萜類化合物是萜類化合物中結構和種類最多的一種，已經被廣泛應用于生物制藥、天然綠色農藥殺蟲和殺菌劑、燃料替代品和食品級香料和調味劑等行業開發使用。

α-桉葉醇(α-Eudesmol)和Selina-3,7(11)-diene等倍半萜類化合物具有顯著的生物活性。如α-桉葉醇可以阻斷鈣離子通道，抑制過度活躍的神經，可以幫助腦部受創后的輔助治療；Selina-3,7(11)-diene具有清熱解毒、利咽止咳的功效。

苦皮藤(Celastrus angulatus)屬衛矛科(Celastraceae)南蛇藤屬(Celastrus)多年生藤本植物，廣泛分布于我國黃河、長江流域的丘陵和山區。苦皮藤的殺蟲活性(拒食活性、麻醉活性、毒殺活性)成分主要分布在根皮中。研究證明其中所含的殺蟲活性成分主要是以β-二氫沉香呋喃多元醇酯倍半萜類化合物及其生物堿，取代基的不同決定著化合物的活性不同。目前研究主要集中在對苦皮藤中的有效成分苦皮藤素進行分離與結構鑒定和殺蟲作用機理研究，沒有對苦皮藤素生物合成中倍半萜合成酶的相關文獻。因此研究苦皮藤倍半萜合成酶的功能及其序列特征對萜類化合物的分布具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于彌補現有技術的不足，提供一種苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS2及其基因序列，還提供了包含本發明基因的質粒及包含該表達質粒的宿主細胞，并利用宿主細胞(重組菌)誘導表達該倍半萜合成酶CaTPS2生成倍半萜類化合物。

本發明的技術方案是：

一種苦皮藤倍半萜合成酶，記為CaTPS2，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

編碼上述苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS2的基因，記為CaTPS-24009，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

一種重組質粒，記為pRS426-URA-CaTPS2，含有編碼苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS2的基因，半乳糖誘導型啟動子PGal1,10，尿嘧啶營養缺陷篩選標簽。

一種重組菌，記為WQ011/pRS426-URA-CaTPS2，含有上述重組質粒。