[發明專利]丹參酮ⅡA合酶基因及應用

有效

• 申請號: 202110291299.0
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113005130B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 楊蕾;陳曉亞;許晶晶;李辰意;宋嬌嬌;范航
• 申請（專利權）人: 上海辰山植物園
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N9/04;C12N15/70;C12N1/21;C12P17/04;C12N15/84;A01H5/06;A01H6/50;C12R1/19
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 歐陽石文

本發明公開了丹參中丹參酮IIA合酶的基因及其編碼蛋白，以及用于生產或提高丹參酮IIA含量的方法。本發明基因是首次從丹參等多種植物中克隆得到，所編碼的蛋白能夠催化隱丹參酮合成丹參酮IIA，也可以催化異隱丹參酮合成異丹參酮IIA。因此本發明在生產有效的活性物質方面具有應用價值，為大規模生產丹參酮ⅡA提供新的途徑，也為工業生產其他相關的丹參酮類化合物奠定了堅實的基礎。

技術領域

本發明屬于基因工程領域，具體涉及藥用植物基因工程領域，更具體涉及參與丹參酮類化合物合成途徑的基因及其應用。

背景技術

丹參(Salvia miltiorrhiza Bunge)隸屬唇形科(Lamiaceae)，是傳統藥用植物，以根和根莖入藥，廣泛用于治療心腦血管及相關疾病。丹參的藥用成分主要包括兩類：一類是脂溶性的二萜丹參酮類化合物，另一類是水溶性的多聚酚酸類化合物。二萜丹參酮類化合物具有較強的生物活性，在丹參中含量較高。近年來對于丹參酮類的生物合成及調控研究不斷獲得新的進展，丹參酮類的開發利用更具有廣闊的開發潛力。

丹參酮類生物合成途徑的研究對遺傳育種以及合成生物學的開發具有重要的指導意義。目前丹參酮類生物合成途徑的研究，除了催化GGPP生成次丹參酮二烯的CPS和KSL，多個細胞色素P450酶(Cytochrome P450，CYP450)也被鑒定，包括CYP76AH1、CYP76AH3和CYP76AK1等，分別催化次丹參酮二烯生成鐵銹醇及其羥基化的丹參酮類中間產物(Guo J,Ma X,Cai Y,Ma Y,Zhan Z,Zhou YJ,Liu W,Guan M,Yang J,Cui G,Kang L,Yang L,ShenY,Tang J,Lin H,Ma X,Jin B,Liu Z,Peters RJ,Zhao ZK,Huang L(2016)CytochromeP450 promiscuity leads to a bifurcating biosynthetic pathway fortanshinones.New Phytol 210(2):525-534.doi:10.1111/nph.13790；Guo J,Zhou YJ,Hillwig ML,Shen Y,Yang L,Wang Y,Zhang X,Liu W,Peters RJ,Chen X,Zhao ZK,HuangL(2013)CYP76AH1catalyzes turnover of miltiradiene in tanshinones biosynthesisand enables heterologous production of ferruginol in yeasts.Proceedings ofthe National Academy of Sciences of the United States of America 110(29):12108-12113.doi:10.1073/pnas.1218061110)。最近又有三個CYP71D家族蛋白CYP71D375、CYP71D373和CYP71D411被證明參與了丹參酮的生物合成途徑，其中CYP71D375催化合成隱丹參酮(Ma Y,Cui G,Chen T,Ma X,Wang R,Jin B,Yang J,Kang L,Tang J,Lai C,Wang Y,Zhao Y,Shen Y,Zeng W,Peters RJ,Qi X,Guo J,Huang L(2021)Expansion within theCYP71D subfamily drives the heterocyclization of tanshinones synthesis inSalvia miltiorrhiza.Nature communications 12(1):685.doi:10.1038/s41467-021-20959-1)。