[發明專利]白木香來源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4及其編碼基因和應用

在審

• 申請號: 202210516708.7
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN114990084A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 魏建和;肖夢君;高志暉;王彬彬;孫佩文;呂菲菲;徐艷紅;劉洋洋;陳德力;楊云;馮雅楠
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院藥用植物研究所
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12N15/70;C12N1/21;C12P7/26;C12P17/06;C12P17/12;C12R1/19
• 代理公司: 北京思元知識產權代理事務所(普通合伙) 11598
• 代理人: 余光軍;霍雪梅

本發明公開了白木香來源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4及其編碼基因和應用。本發明從白木香中分離得到Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4，其氨基酸序列為SEQ ID NO.6所示，其編碼基因的核苷酸序列為SEQ ID NO.5所示。經過原核表達后所得到的重組Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4具有多種催化活性，能應用于催化合成芐基丙酮類、吡喃酮類或喹諾酮類化合物以及這些化合物中間體的天然產物的生產等方面，也可應用于指導含有相關物質的藥用植物的分子育種。

技術領域

本發明涉及Ⅲ型聚酮合酶及其編碼基因，尤其涉及白木香(Aquilaria sinensis)來源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4及其編碼基因，本發明進一步涉及它們在催化芐基丙酮類、4-羥基-6-苯乙基吡喃-2-酮或者喹諾酮類化合物合成中的應用，屬于Ⅲ型聚酮合酶及其應用領域。

背景技術

植物中的聚酮化合物是一類由Ⅲ型聚酮合酶催化生成的大環結構的次生代謝產物，如查爾酮、姜黃素、苯甲酮、吡喃酮、吖啶酮等化合物。聚酮化合物使植物在外界脅迫的環境下具有抗氧化、抗誘變、抗病害等能力，同時這類化合物也具有抗菌、抗炎、抗癌和免疫抑制等藥理活性。聚酮化合物的開發潛力和藥用價值使得Ⅲ型聚酮合酶的研究具有重要意義。

目前已鑒定了超過20種功能不同的植物Ⅲ型聚酮合酶。體外催化研究表明，部分植物Ⅲ型聚酮合酶可以接受多種起始底物或延伸單位，從而具有功能混雜性。

迄今為止，未見有從瑞香科植物白木香分離得到能夠催化4-羥基-6-苯乙基吡喃-2-酮及喹諾酮類化合物合成的Ⅲ型聚酮合酶。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種白木香(Aquilaria sinensis)來源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4及其編碼基因；

本發明的目的之二將所述白木香來源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4應用于催化芐基丙酮類、4-羥基-6-苯乙基吡喃-2-酮或喹諾酮類等化合物的合成。

為實現上述目的，本發明所采取的主要技術方案包括：

本發明的一方面公開了一種白木香(Aquilaria sinensis)來源Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4，其氨基酸序列為SEQ ID No.6所示。

本發明另一方面公開了白木香(Aquilaria sinensis)來源Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4的編碼基因，其核苷酸序列為SEQ ID No.5所示。

本發明再一方面提供了將白木香來源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4應用于催化芐基丙酮類、4-羥基-6-苯乙基吡喃-2-酮或喹諾酮類等化合物的合成。

作為本發明的白木香來源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4應用的具體實施方案，包括：(1)催化催化對香豆酰輔酶A與丙二酰輔酶A縮合產生對羥基亞芐基丙酮；(2)催化阿魏酰輔酶A與丙二酰輔酶A縮合生成3-甲氧基-4-羥基亞芐基丙酮；(3)催化苯丙酰輔酶A與丙二酰輔酶A縮合生成4-羥基-6-苯乙基吡喃-2-酮；(4)催化2-(甲氨基)苯甲酰輔酶A與丙二酰輔酶A縮合生成4-羥基-1-甲基-2-喹酮；(5)催化2-(甲氨基)苯甲酰輔酶A與3-氧代-5-苯基戊酸生成1-甲基-2-苯乙基喹啉-4(1H)-酮。

本領域技術人員可以采用本領域的常規技術手段，將白木香來源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4的編碼基因通過常規的原核表達或真核表達的方法獲得重組Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4，采用該重組Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4可通過體外催化的方法，催化芐基丙酮類、4-羥基-6-苯乙基吡喃-2-酮或喹諾酮類化合物的合成。

本發明還公開了含有所述Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4編碼基因的重組表達載體；優選的，所述重組表達載體可以為重組原核表達載體和重組真核表達載體。