一种黄酮糖基转移酶蛋白及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术涉及生物技术领域，具体的说，涉及黄酮糖基转移酶蛋白及其编码基因与应用，所述蛋白质是如下(a1)或(a2)：(a1)由序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(a2)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有糖基转移酶功能的由其衍生的蛋白质。本发明专利技术的蛋白质，经转录组测序鉴定和分离，可以对不同结构的黄酮类化合物进行糖基化，可以对黄酮类化合物的不同羟基进行糖基化。

A Flavonoid Glycosyltransferase Protein and Its Coding Gene and Application

【技术实现步骤摘要】
一种黄酮糖基转移酶蛋白及其编码基因与应用
本专利技术涉及生物
，具体的说，涉及一种黄酮糖基转移酶蛋白及其编码基因与应用。
技术介绍
黄酮类糖苷是一类具有一系列重要的生理活性，广泛存在于自然界的天然有机化合物。黄酮类糖苷多以糖苷类形式存在于植物中。例如，穿心莲中的次生代谢产物之一就是黄酮类化合物及其苷类化合物。近年来，人们越来越重视穿心莲中黄酮苷的抗血小板、抗增殖等药理作用，为穿心莲黄酮苷的进一步开发和临床应用提供了机遇。糖基化是发生在各种生物过程中的关键修饰步骤，特别是在次生代谢途径中，它改变底物分子的稳定性、极性、溶解性、生物活性、毒性等。近年来，糖基化的化学和酶法合成取得了很大进展。但化学糖基化反应存在副反应和中间体多、区域选择性和立体选择性差、收率低、溶剂相容性差、萃取分离复杂、保护脱保护步骤繁琐等缺点。而如何利用糖基转移酶对天然产物和非天然产物进行糖基化反应是合成生物学中的一个新兴领域，近年来发展迅速。新发现的具有特异底物识别的糖基转移酶将有助于阐明糖苷生物合成途径，具有重要的理论和实用价值。目前，国内外对穿心莲黄酮糖基转移酶的研究较少。因此，对具有不同结构的黄酮类化合物进行催化作用的新型穿心莲黄酮糖基转移酶具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种新的参与黄酮苷类化合物合成的黄酮糖基转移酶蛋白，满足对不同结构的黄酮类化合物进行糖基化的需求。为了解决以上技术问题，本专利技术提供了名称为ApUFGT3的蛋白质。所述名称为ApUFGT3的蛋白质来源于穿心莲(Andrographispaniculata)。本专利技术提供一种名称为ApUFGT3的蛋白质，所述ApUFGT3是如下(a1)或(a2)：(a1)由序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(a2)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有糖基转移酶功能的由其衍生的蛋白质。其中，序列1由363个氨基酸残基组成。一种编码权利要求1所述蛋白质的基因。其中，所述基因具有如序列2所示的DNA序列。含有所述基因的重组表达载体、表达盒或重组菌。所述蛋白质ApUFGT3作为糖基转移酶的应用也应在本专利技术的保护范围之内。序列2由1392个核苷酸组成，其中第1-1392为编码序列。上述应用可为非疾病诊断和/或非疾病治疗目的应用。所述ApUFGT3的基因在制备糖基转移酶中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。所述的重组表达载体、表达盒或重组菌在制备糖基转移酶中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。所述蛋白质ApUFGT3在参与黄酮糖苷类化合物的合成或者制备黄酮糖苷类化合物中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。所述的黄酮糖苷类化合物为芹菜素糖苷、汉黄芩素糖苷或者木犀草素糖苷。即，所述ApUFGT3在参与芹菜素糖苷的生物合成或者制备芹菜素糖苷中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。所述ApUFGT3在参与汉黄芩素糖苷生物合成或者制备汉黄芩素糖苷中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。所述ApUFGT3在参与木犀草素糖苷生物合成或者制备木犀草素糖苷中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。所述重组菌在制备所述蛋白质ApUFGT3中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。本专利技术公开了新的穿心莲多糖基转移酶(ApUFGT3)，经转录组测序鉴定和分离，可以对不同结构的黄酮类化合物进行糖基化，它们还表现出多个功能，可以对黄酮类化合物的不同羟基进行糖基化，形成黄酮糖苷。这种糖基转移酶(ApUFGT3)是合成具有不同结构的小生物活性糖苷的有效酶促工具，对黄酮类化合物资源开发、药物设计和新的活性先导化合物的发现具有重要意义。附图说明图1亲和层析纯化重组蛋白的SDS-PAGE。M，标准蛋白质标记物(ThermoScientific)；图2为底物为芹菜素时的结果图，其中图2A为色谱图，图2B为质谱图；图3为底物为汉黄芩素时的结果图，其中图3A为色谱图，图3B为质谱图，其中图3A中的2和2a分别表示底物和产物。图3B表示的是产物2a的质谱图；图4为底物为木犀草素时的结果图，其中图4A为色谱图，图4B为质谱图。具体实施方式大肠杆菌Transetta(DE3)：北京全式金生物技术有限公司。pEASY-UniSeamlessCloningandAssemblyKit：北京全式金生物技术(TransGenBiotech)有限公司。Ni-NTA琼脂糖亲和层析柱：Qiagen,Wisconsin,USA。芹菜素(CAS号：520-36-5)、汉黄芩素(CAS号：632-85-9)、木犀草素(CAS号：491-70-3)、白杨素(CAS号：480-40-0)、大豆苷元(CAS号：486-66-8)、山奈酚(CAS号：520-18-3)、柚皮素(CAS号：480-41-1)、根皮素(CAS号：60-82-2)和染料木素(CAS号：446-72-0)均购自云南西力生物技术股份有限公司。芹菜素-7-O-葡糖苷(CAS号：578-74-5)、山奈酚-7-O-葡萄糖苷(CAS号：16290-07-6)、大豆苷(CAS号：552-66-9)、柚皮素-7-O-葡萄糖苷(CAS号：529-55-5)和染料木苷(CAS号：529-59-9)均购自成都普瑞法科技开发有限公司。载体HIS-MBP-pET28a记载于如下文献：ProbingtheSingleKeyAminoAcidResponsiblefortheNovelCatalyticFunctionofent-KaureneOxidaseSupportedbyNADPH-CytochromeP450ReductasesinTripterygiumWilfordii；FrontiersinPlantScience，www.frontiersin.org；October2017，Volume8，Article1756，公众可以从中国中医科学院中药资源中心获得，以重复本申请实验，不可作为其它用途使用。实施例1穿心莲中一种黄酮糖基转移酶蛋白ApUGT3及其编码基因的发现采用MEJA(茉莉酸甲酯)诱导进行转录组测序，在叶转录组中发现了9个候选糖基转移酶，其表达均受到茉莉酸甲酯的诱导。进一步对九个基因进行原核表达和功能验证，发现蛋白ApUGT3为能够专属性地参与黄酮糖苷类化合物生物合成的糖基转移酶，而不能催化穿心莲中二萜类化合物的生物合成。所述糖基转移酶蛋白ApUGT3的氨基酸如序列表的序列1所示，其对应的cDNA中的编码区如序列表的序列2所示。实施例2功能验证一、构建重组质粒1、合成序列表的序列2所示的双链DNA分子，即ApUFGT3基因。2、以步骤1得到的DNA分子为模板，采用F1和R1组成的引物对进行PCR扩增，回收PCR扩增产物。F3：5’-TCCAGGGGCCCGAATTCGGAATGGATCCCAATGTCGAAG-3’；R3：5’-AGTGCGGCCGCAAGCTTGTTACTTTGCTTCATTTTTCTC-3’。3、取载体HIS-MBP-pET28a，用限制性内切酶BamHⅠ和SalⅠ进行双酶切，回收线性化的载体骨架。(记载于如下文献：ProbingtheSingleKeyAminoAcidResponsiblefortheNovelCatalyt本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种名称为ApUFGT3的蛋白质，其特征在于，ApUFGT3是如下(a1)或(a2)：(a1)由序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(a2)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有糖基转移酶功能的由其衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种名称为ApUFGT3的蛋白质，其特征在于，ApUFGT3是如下(a1)或(a2)：(a1)由序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(a2)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有糖基转移酶功能的由其衍生的蛋白质。2.一种编码权利要求1所述蛋白质的基因。3.根据权利要求2所述的基因，其特征在于，所述基因为核苷酸序列如序列2所示的DNA序列。4.含有权利要求2或3所述基因的重...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄璐琦，高伟，李媛，
申请(专利权)人：中国中医科学院中药研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11