一种地钱联苄和二氢查尔酮糖基转移酶编码基因及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种地钱联苄和二氢查尔酮糖基转移酶及在糖苷类化合物合成中的应用。本发明专利技术提供一种糖基转移酶MpUGT737B1及其编码基因与应用。上述糖基转移酶MpUGT737B1是一种能够催化联苄类、二氢查尔酮类、苯丙素类等多种化合物的糖基转移酶，体外酶活功能鉴定证明MpUGT737B1对联苄(二氢白藜芦醇，半月苔素)、二氢查尔酮(根皮素)、苯丙素类(松柏醇、松柏醛、5

【技术实现步骤摘要】
一种地钱联苄和二氢查尔酮糖基转移酶编码基因及其应用


[0001]本专利技术属于糖基转移酶
，具体涉及一种来源于地钱的糖基转移酶MpUGT737B1及所述糖基转移酶MpUGT737B1在糖苷类化合物合成中的应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]联苄类化合物是自然界中一类重要的次级代谢产物，目前在苔类植物及极少数高等植物中发现，并主要以糖苷的形式存在。在植物中催化糖基化的酶是糖基转移酶(GT)，它将活化的糖分子转移到广泛的内源性和外源性底物上。
[0004]联苄糖苷具有重要的药理活性。例如，二氢白藜芦醇
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葡萄糖苷具有抑制B16F0黑色素瘤细胞的活性。这些化合物目前获取方法主要是植物提取和化学合成。然而，传统的联苄糖苷获取方法存在提取效率低、提取过程毒性大等缺点。因此，鉴定高催化活性的特异性的联苄糖基转移酶，并将其用于联苄糖苷的生物合成具有重要意义。
[0005]已研究的糖基转移酶主要存在于被子植物和裸子植物中。苔藓植物作为从水生到陆生过渡的重要植物类群，体内富含结构多样的次级代谢产物(包括联苄、萜类、黄酮类、苯丙素类等)，而目前苔藓植物中的糖基转移酶只有少数被鉴定。地钱(Marchantia polymorpha L.)是苔类植物的模式植物，其中催化联苄和黄酮糖苷生成的糖基转移酶(GTs)的研究尚未报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种地钱联苄糖基转移酶及其编码基因与应用。经研究发现，本专利技术得到的来自于苔类植物地钱的糖基转移酶能够高效催化联苄(二氢白藜芦醇和半月苔素)、二氢查尔酮(根皮素)和苯丙素类化合物的糖基化，可用于生物合成联苄4
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葡萄糖苷、根皮素
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葡萄糖苷以及苯丙素类糖苷等一些具有生物活性的化合物，因此具有较高的经济价值。
[0007]基于上述研究成果，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术第一方面，提供SEQ ID No.1所示序列编码的蛋白作为糖基转移酶的应用。
[0009]上述第一方面中，所述糖基转移酶来源于地钱，由480个氨基酸残基组成，命名为MpUGT737B1。上述糖基转移酶MpUGT737B1的获取方式包括提取分离方式、基因工程表达或化学合成方式。
[0010]优选的，所述蛋白作为糖基转移酶的应用，主要用于4
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糖苷类化合物的合成，具体包括以下任意一个方面：
[0011](1)催化联苄类、二氢查尔酮类、苯丙素类化合物糖苷化；
[0012](2)制备联苄糖苷类、二氢查尔酮糖苷类和苯丙素糖苷类化合物。
[0013]上述应用更为优选的方案中，所述糖基转移酶MpUGT737B1应用于联苄类、二氢查尔酮类及苯丙素类化合物的催化，针对上述底物的催化效率更高。
[0014]进一步的，所述联苄类化合物为二氢白藜芦醇或半月苔素；
[0015]进一步的，所述二氢查尔酮类化合物为根皮素；
[0016]进一步的，所述苯丙素类化合物为咖啡醛、松柏醇、松柏醛、5
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OH松柏醛、芥子醛。
[0017]上述(2)方面的应用中，所述糖苷类化合物的催化反应方式如下：将糖基转移酶与底物加入缓冲液中反应，加入乙酸乙酯终止反应。进一步的，所述催化反应温度为25～35℃；所述反应时间为酶加入后8～12min。
[0018]本专利技术验证的一种实施方式中，还提供了一种在表达糖基转移酶MpUGT737B1的微生物体内饲喂底物进行合成的方法，步骤如下：
[0019]向表达糖基转移酶MpUGT737B1的菌株中加入浓度为80～120μM的底物，并放在15～20℃培养16～20h后加入乙酸乙酯终止反应。
[0020]本专利技术第二方面，提供编码糖基转移酶MpUGT737B1的基因，所述基因的核苷酸序列如下：
[0021](1)所述核苷酸序列具有SEQ ID No.2所示序列；
[0022](2)由于密码子简并性能够翻译得到SEQ ID No.1所示氨基酸序列的核酸序列；
[0023](3)SEQ ID No.2所示序列的互补序列。
[0024]上述SEQ ID No.2所示序列的核苷酸链由1443个核苷酸组成，包括第1
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1440位核苷酸编码的序列，以及第1441
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1443位核苷酸转录为终止肽链合成的终止密码子。
[0025]本专利技术第三方面，提供包含第二方面所述基因的开放阅读框、重组载体、重组细胞、转化体或工程菌。
[0026]所述重组载体为包含编码期望蛋白质的核苷酸序列的DNA构建体，其可操作地连接至适当的表达调控序列以在适合的宿主细胞中表达期望的蛋白质。该调控序列包括可以引发转录的启动子、调控转录的任选的操纵基因(operator)序列、编码适当的mRNA核糖体结合位点的序列、和调控转录和翻译终止的序列。在载体被转化入适当的宿主细胞之后，其可以独立于宿主基因组复制或起作用，并且可以将载体整合入基因组本身。
[0027]在本专利技术中使用的载体不具体地限制，只要它能够在宿主细胞中复制，并且可以使用本领域中任何已知的载体。常规载体的实例可包括天然或重组质粒、黏粒、病毒和噬菌体。
[0028]所述重组细胞的一个实例为包含所述重组载体的细胞，所述细胞为原核细胞，优选为细菌，如大肠杆菌、芽孢杆菌等。
[0029]以上一个或多个技术方案的有益效果是：
[0030]本专利技术提供的MpUGT737B1基因是在地钱中首次发现的能够催化联苄类、二氢查尔酮类以及苯丙素类化合物糖基化的一个糖基转移酶，本专利技术利用PCR技术从cDNA获得了基因的全长序列。通过构建pET32a蛋白表达载体转化大肠杆菌BL21(DE3)得到目的蛋白。体外酶活功能鉴定证明MpUGT737B1能够催化联苄类、二氢查尔酮类、苯丙素类、黄酮类、二氢黄酮类化合物糖苷化。其对联苄(二氢白藜芦醇，半月苔素)、二氢查尔酮(根皮素)、苯丙素类(松柏醇、松柏醛、5
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OH松柏醛)等化合物的催化效率较高，可用于生物合成这些化合物的糖基化产物，因此具有较高的经济价值和广阔的应用前景。
附图说明
[0031]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0032]图1为目的基因MpUGT737B1的ORF扩增产物的电泳图。
[0033]图2为MpUGT737B1蛋白SDS
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PAGE电泳图；
[0034]其中：M:蛋白分子质量标准；泳道1：MpUGT737B1的上清液；泳道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.SEQ ID No.1所示序列的蛋白作为糖基转移酶的应用。2.如权利要求1所述蛋白作为糖基转移酶的应用，其特征在于，SEQ ID No.1所示蛋白的获取方式包括提取分离方式、基因工程表达或化学合成方式。3.如权利要求1所述蛋白作为糖基转移酶的应用，其特征在于，所述蛋白作为糖基转移酶的应用包括以下任意一个方面：(1)催化联苄类、二氢查尔酮类、苯丙素类化合物糖苷化；(2)制备联苄糖苷类、二氢查尔酮糖苷类和苯丙素糖苷类化合物。4.如权利要求3所述蛋白作为糖基转移酶的应用，其特征在于，所述糖基转移酶MpUGT737B1应用于联苄类、二氢查尔酮类及苯丙素类化合物的催化。5.如权利要求4所述蛋白作为糖基转移酶的应用，其特征在于，所述联苄类化合物为二氢白藜芦醇或半月苔素；或，所述二氢查尔酮类化合物为根皮素；或，所述苯丙素类化合物为咖啡醛、松柏醇、松柏醛、5
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OH松柏醛或芥子醛。6.如权利要求3所述蛋白作为糖基转移酶的应用，其特征在于，所述(1)方面的应用中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：程爱霞，熊睿琳，张教真，朱婷婷，娄红祥，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：