[發明專利]一種茅蒼術倍半萜合酶基因Alβ-FS及其的編碼產物和應用

有效

• 申請號: 202110564366.1
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113308454B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 查良平;彭華勝;單婷玉;吳君賢;徐睿;尹旻臻
• 申請（專利權）人: 安徽中醫藥大學
• 主分類號: C12N9/88
• 分類號: C12N9/88;C12N15/60;C12N15/70;C12P5/00
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發明涉及基因工程技術領域，具體涉及一種茅蒼術倍半萜合酶基因Alβ?FS及其的編碼產物和應用，該基因的cDNA長度為1647bp，編碼548個氨基酸，蛋白分子量大小為63.56KDa。本發明所提供的Alβ?FS基因具有SEQ ID No.1所示的核苷酸序列，所述基因編碼的蛋白質具有SEQ ID No.2所示的氨基酸序列。通過構建pET21a?Alβ?FS原核表達載體，在大腸桿菌體內驗證Alβ?FS的催化功能，結果證明Alβ?FS酶具有催化合成β?法尼烯的功能。茅蒼術萜類合酶基因Alβ?FS是茅蒼術倍半萜生物合成途徑關鍵酶，為明確茅蒼術倍半萜成分生物合成途徑的分子機制奠定基礎。

技術領域

本發明涉及基因工程技術領域，具體涉及一種茅蒼術倍半萜合酶基因Alβ-FS及其的編碼產物和應用。

背景技術

茅蒼術Atractylodes lance(Thunb.)DC.系菊科蒼術屬多年生草本植物，2020年版《中國藥典》記載茅蒼術的干燥根狀莖做蒼術入藥，具有燥濕健脾、祛風散寒、明目的功效。茅蒼術可用于治療濕阻中焦、風濕痹病、眼目昏澀等，為中醫常用藥材之一。茅蒼術在中國分布廣泛，主產于江蘇、安徽、湖北、河南、四川、山東等地區。江蘇茅山地區為其歷史道地產區，以產于茅山一帶質量最優，茅蒼術之名由此而來。

現代藥理研究表明，茅蒼術具有治療胃潰瘍、抗炎、抗病毒、保肝、降血糖等多種生物活性。茅蒼術全株都具有揮發性成分，但主要積累在根狀莖中，其功效與揮發油成分密切相關。茅蒼術中的化學成分復雜多樣，包括倍半萜類及苷類、聚乙炔烯類、三萜類、有機酸類、多糖等。其中倍半萜類主要包括茅術醇、蒼術酮、β-桉葉醇、β-石竹烯、β-法尼烯等，聚乙炔烯類則主要為蒼術素等。

萜類化合物是茅蒼術中重要的一類次生代謝產物，倍半萜合酶(sesquiterpenesynthase,)是催化萜類化合物生物合成過程的關鍵酶。因此研究茅蒼術萜類合酶基因的功能及其序列特征，為初步揭示茅蒼術萜類合酶基因的生物學功能，為進一步探索茅蒼術倍半萜的生物合成機理奠定基礎。

鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發明。

發明內容

本發明的目的在于研究茅蒼術倍半萜合酶基因在茅蒼術揮發性產物合成過程中的功能，提供了一種茅蒼術倍半萜合酶基因Alβ-FS及其的編碼產物和應用。

為了實現上述目的，本發明公開了一種茅蒼術倍半萜合酶基因Alβ-FS，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

本發明還公開了這種茅蒼術倍半萜合酶基因Alβ-FS編碼的產物，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。

本發明還公開了上述茅蒼術倍半萜合酶基因Alβ-FS的特異性引物，包含如SEQ IDNo.3所示的上游引物，以及如SEQ ID No.4所示的下游引物。

本發明還公開了上述茅蒼術倍半萜合酶基因Alβ-FS的重組表達載體，所述重組表達載體為pET-21a-Alβ-FS。

本發明還公開了上述茅蒼術倍半萜合酶基因Alβ-FS在制備倍半萜類化合物中的應用，包括在細胞中轉入所述茅蒼術倍半萜合酶基因Alβ-FS，在宿主細胞中表達茅蒼術倍半萜合酶，茅蒼術倍半萜合酶促進倍半萜類化合物的合成。

所述倍半萜類化合物為β-法尼烯。

與現有技術比較本發明的有益效果在于：本發明所提供的茅蒼術萜類合酶基因Alβ-FS是首次從茅蒼術植物種克隆制備所得。茅蒼術萜類合酶(Alβ-FS)是茅蒼術倍半萜合成途徑的關鍵調控基因，可用于調節茅蒼術的β-法尼烯含量，該酶可以應用于以法尼基焦磷酸(FPP)為底物制備鯊烯的通路。利用本發明所提供的基因可以通過基因工程技術提高茅蒼術藥效成分β-法尼烯的含量該技術可以用于后續通過菌體系中大量產生β-法尼烯，對于滿足β-法尼烯面臨的巨大市場需求提供有效方法。

附圖說明