[發明專利]來自于玫瑰的糖基轉移酶RrUGT3在生物合成天麻素中的應用

有效

• 申請號: 202210409803.7
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN115058400B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 陳守文;占楊楊;李樂怡;李智;許海霞;蔡冬波
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12P19/44;C12N1/21;C12R1/10
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 龔瑩瑩

本發明屬于生物技術領域，具體公開了來自于玫瑰的糖基轉移酶RrUGT3在生物合成天麻素中的應用，所述的糖基轉移酶RrUGT3的序列為SEQ?ID?NO.2所示。將編碼SEQ?ID?NO.2的基因轉入地衣芽胞桿菌中，在發酵培養基中添加對羥基苯甲醇進行發酵，即可獲得生物發酵的天麻素，能高效且專一性轉化對羥基苯甲醇合成天麻素，為微生物轉化法工業化生產天麻素奠定基礎。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及來自于玫瑰的糖基轉移酶RrUGT3在生物合成天?麻素中的應用。

背景技術

糖基化反應是指在糖基轉移酶(Glycosyltransferases，GT，EC?2.4.x.y)的催化下將活化?的糖分子連接到受體分子上，改變受體分子的活性、增加受體分子的水溶性及分泌性等。糖?基化是植物次生代謝中的關鍵反應之一，是影響植物天然產物生物活性的重要因素。植物源?中藥中有很多重要活性成分都是糖基化的產物，比如天麻活性成分天麻素，紅景天的活性成?分紅景天苷，柳樹皮中活性成分水楊苷等。由于糖基轉移酶在植物天然產物糖基化和生理功?能中發揮的關鍵作用及其在生物技術中潛在的應用價值，越來越受到人們的關注。

糖基轉移酶(GTs)根據序列相似性、特征結構域、糖苷鍵立體構型以及底物特異性等可?以分成92個家族。尿苷二磷酸(UDP)糖基轉移酶(UGTs)屬于家族1，其廣泛存在于植物、動?物、真菌、細菌以及病毒中，催化供體糖基基團轉移至小分子受體上，這些小分子受體如次?級代謝物、生物或非生物毒素、植物激素等。天麻素(Gastrodin)，化學名為?4-(hydroxymethyl)phenyl?beta-D-glucopyranoside，分子式為C13H18O7，分子量為286.1053，?CAS號為62499-27-8。天麻素具有鎮靜、抗驚厥、抗炎、鎮痛、擴張血管、抗氧化、增強?機體免疫功能和抗老年癡呆等作用，在臨床上廣泛應用于神經衰弱及神經衰弱綜合癥、眩暈、?頭痛及癲癰的輔助治療。目前，天麻素的生產主要是從天麻塊莖中提取或者通過化學合成或，?然而，植物提取存在資源限制，占用耕地等問題，化學合成存在高副產物、污染嚴重等問題。

通過微生物細胞直接轉化及組織培養生產天麻素等僅處于實驗室研究階段，存在周期長、?產量低等問題。Bai等研究人員從紅景天植物中克隆得到UGT73B6及其突變體體UGT73B6^F389A等3個天麻素合成相關的葡萄糖基轉移酶。在大腸桿菌中過表達這三個酶，?發現只有UGT73B6能催化合成紅景天苷，而且催化效率較低，添加2mM酪醇時UGT73B6?底物轉化率只有6％。Fan等研究芽胞桿菌糖基轉移酶YjiC可以催化對羥基苯甲醇同時合成?天麻素和4-hydroxyphenylmethyl-β-D-glucopyranoside，比例為0.88:1。因此，目前報道的合成天麻素的糖基轉移酶存在專一性不高或者活性不強的問題。

RrUGT3來源于玫瑰植物中的一種糖基轉移酶，是家族1中的一員。Liu等研究表明RrUGT可以催化酪醇發生糖基化，生成淫羊藿次苷D2，尚未報道關于該酶對其他底物的催化作用，特別是沒有關于其催化對羥基苯甲醇的酚羥基發生糖基化生成天麻素的報道。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供來自于玫瑰的糖基轉移酶RrUGT3在生?物合成天麻素中的應用，所述的糖基轉移酶RrUGT3的氨基酸序列為SEQ?ID?NO.2所示。以克服現有技術中天麻素催化效率較低，專一性差的問題。

為了達到上述目的，本發明采取以下技術措施：

來自于玫瑰的糖基轉移酶RrUGT3在生物合成天麻素中的應用，所述的糖基轉移酶RrUGT3的序列為SEQ?ID?NO.2所示，應用過程包括將編碼SEQ?ID?NO.2的基因轉入地衣?芽胞桿菌中，在發酵培養基中添加對羥基苯甲醇進行發酵，即可獲得生物發酵的天麻素；

以上所述的應用中，優選的，所述的基因為SEQ?ID?NO.1所示；