红果酸合成酶及其相关生物材料和应用制造技术

本发明专利技术公开了红果酸合成酶及其相关生物材料和应用，所述红果酸合成酶是如下a)或b)的蛋白质：a)氨基酸序列是SEQ ID No.3的蛋白质；b)将SEQ ID No.3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有红果酸合成酶活性的蛋白质。本发明专利技术提供了一种可作为红果酸合成酶的蛋白质及其相关生物材料，其能够催化红果酸的合成，并能够在植物中调控红果酸的合成。在植物中调控红果酸的合成。

【技术实现步骤摘要】
红果酸合成酶及其相关生物材料和应用


[0001]本专利技术涉及生物
，具体的说，涉及一种可作为红果酸合成酶的蛋白质及其相关生物材料和应用。

技术介绍

[0002]DRE
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TIM金属酶超家族均具有一个保守的D
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R
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E活性位点序列，以及一个保守的TIM桶状催化结构域。D
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R
‑
E活性位点序列被认为能够稳定催化过程中形成的烯醇中间体，而TIM桶状结构域则能够在二价金属阳离子存在时发挥其催化活性。DRE
‑
TIM金属酶超家族成员能够催化碳
‑
碳键的形成和断裂反应，具有包括类克莱森缩合(CC
‑
like)酶、裂解酶、醛缩酶和羧化酶等活性。类克莱森缩合酶亚组是目前已知功能最多样化的亚组。
[0003]CC
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like亚组成员酶能够催化α
‑
酮酸与乙酰辅酶A(ac
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CoA)的缩合反应，参与原生或次生代谢物的生物合成途径中，如：L
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亮氨酸、L
‑
异亮氨酸和L
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赖氨酸合成。除了重要物质代谢外，这类酶家族成员还被用于工程细菌中长链碳物质的合成。目前，在CC
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like亚组约4300个成员中，共鉴定出了六种具有独特的α
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酮酸缩合功能的酶。根据底物特异性，这些成员酶被注释为α
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异丙基丙二酸合成酶(IPMS)、柠檬酸合成酶(CMS)、高柠檬酸合成酶(HCS)、甲硫基烷基丙二酸合成酶(MAM)、R
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柠檬酸合成酶(R
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CS)和2
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膦甲基苹果酸合成酶(PMMS)，如图1所示。目前，尚未有研究表明DRE
‑
TIM超家族蛋白具有催化红果酸合成能力的报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种可作为红果酸合成酶的蛋白质及其相关生物材料和应用。
[0005]本专利技术提供一种蛋白质，将其命名为L1蛋白，所述L1蛋白是如下a)或b)的蛋白质：
[0006]a)氨基酸序列是SEQ ID No.3的蛋白质；
[0007]b)将SEQ ID No.3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有红果酸合成酶活性的蛋白质。
[0008]本专利技术提供与所述L1蛋白质相关的生物材料，为下述B1)至B8)中的任一种：
[0009]B1)编码所述L1蛋白质的核酸分子；
[0010]B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
[0011]B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体；
[0012]B4)含有B2)所述表达盒的重组载体；
[0013]B5)含有B1)所述核酸分子的重组微生物；
[0014]B6)含有B2)所述表达盒的重组微生物；
[0015]B7)含有B3)所述重组载体的重组微生物；
[0016]B8)含有B4)所述重组载体的重组微生物。
[0017]所述核酸分子为如下1)或2)或3)或4)所示的核酸分子：
[0018]1)编码序列是序列表中SEQ ID No.1的DNA分子或cDNA分子；
[0019]2)核酸序列是序列表中SEQ ID No.1的的DNA分子；
[0020]3)与1)或2)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码权利要求1所述蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；
[0021]4)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码权利要求1所述蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。
[0022]所述L1蛋白质在作为红果酸合成酶中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。
[0023]所述的生物材料在制备红果酸合成酶中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。
[0024]扩增编码所述蛋白质的核酸分子片段的引物对也应在本专利技术的保护范围之内。
[0025]所述的蛋白质或所述的生物材料在调控豆科植物豆荚中红果酸的生物合成中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。
[0026]所述的蛋白质或所述的生物材料在制备调控豆科植物豆荚中红果酸的生物合成产品中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。
[0027]本专利技术还提供一种调控豆科植物豆荚中红果酸的生物合成产品，所述产品包括所述L1蛋白质或所述的生物材料。
[0028]进一步的，所述所述豆科植物为大豆。
[0029]本专利技术的效果在于：本专利技术提供了一种可作为红果酸合成酶的蛋白质及其相关生物材料，其能够催化红果酸的合成，并能够在植物中调控红果酸的合成。
附图说明
[0030]图1为DRE
‑
TIM金属酶超家族中六种不同催化活性的酶。
[0031]图2为L1是红果酸合成酶，其中，(A)L1蛋白原核表达载体的构建；(B)l1
R31C
原核表达载体的构建；(C)L1蛋白及l1
R31C
蛋白SDS
‑
PAGE电泳胶图；(D)L1蛋白能够催化对羟基苯丙酮酸和乙酰辅酶A合成红果酸。。
[0032]图3为L1酶促反应动力学符合米氏方程，其中，(A)红果酸标准曲线的构建；(B)不同底物浓度下，L1催化红果酸的形成；(C)L1的酶促反应动力学方程。
[0033]图4为L1基因参与大豆荚中红果酸(EucomicAcid)的生物合成，其中，(A)L1敲除及L1基因过表达转基因材料；(B)利用LC
‑
MS对L1敲除及L1基因过表达转基因材料果荚代谢物分析；(C)C1物质的二级谱图；(D)红果酸标准品的二级谱图；(E)不同转基因材料中C1峰与红果酸代谢物在色谱柱中的保留时间对比。
具体实施方式
[0034]下面结合具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的范围。以下提供的实施例可作为本
普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本专利技术的限制。
[0035]下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0036]下述实施例中的原核表达载体pCold
‑
TF购自宝生物工程(大连)有限公司；大豆品
种中品03
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5373(ZP03
‑
5373)在文献“优良品系中品03
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5373系谱的遗传解析及抗大豆胞囊线虫病相关标记鉴定”中公开，大豆品种中黄13(ZH13)在“广适高产高蛋白大豆品种中黄13的选育与应用”中公开，公众可以从中科院作物获得用以重复本专利技术的实验。将中品03
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蛋白质，是如下a)或b)的蛋白质：a)氨基酸序列是SEQ ID No.3的蛋白质；b)将SEQ ID No.3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有红果酸合成酶活性的蛋白质。2.与权利要求1所述蛋白质相关的生物材料，为下述B1)至B8)中的任一种：B1)编码权利要求1所述蛋白质的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体；B4)含有B2)所述表达盒的重组载体；B5)含有B1)所述核酸分子的重组微生物；B6)含有B2)所述表达盒的重组微生物；B7)含有B3)所述重组载体的重组微生物；B8)含有B4)所述重组载体的重组微生物。3.根据权利要求2所述的生物材料，其特征在于：所述核酸分子为如下1)或2)或3)或4)或5)所示的核酸分子：1)编码序列是序列表中SEQ ID No.1的DNA分子或cDNA分子；2)核酸序列是序列表中SEQ ID No.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，吕向光，邱丽娟，李英慧，李宏宇，赵涛，刘军，姬荣桓，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：