用于重楼皂苷生物合成的糖基转移酶PpUGT3制造技术

本发明专利技术属于天然产物生物合成技术领域，具体涉及用于重楼皂苷生物合成的糖基转移酶及其编码基因和应用。本发明专利技术的糖基转移酶PpUGT3为重楼皂苷提供了高效的生物合成方法。为重楼皂苷提供了高效的生物合成方法。为重楼皂苷提供了高效的生物合成方法。

【技术实现步骤摘要】
用于重楼皂苷生物合成的糖基转移酶PpUGT3


[0001]本专利技术属于天然产物生物合成
，具体涉及用于重楼皂苷生物合成的糖基转移酶及其编码基因和应用。

技术介绍

[0002]重楼是黑药花科(Melanthiaceae)重楼属(Paris)植物的统称，全世界共有27种，我国分布有21种，其中18种为我国特有种，并以云贵高原至四川一带分布最为集中。重楼具有重要的药用价值，在我国有着悠久的利用历史。其中滇重楼(云南重楼，P.polyphylla Smith var.yunnanensis(Franch.)Hand.
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Mazz.)和七叶一枝花(P.polyphylla Smith var.chinensis(Franch.)Hara)的干燥根茎收载于《中华人民共和国药典》，具有清热解毒，消肿止痛，凉肝定惊的功能，主治疔疮痈肿，咽喉肿痛，蛇虫咬伤，跌扑伤痛，惊风抽搐。现代药理学研究表明重楼具有止血、抗肿瘤、抑菌、镇痛、抗早孕等活性。
[0003]重楼皂苷是重楼的主要活性成分，其中重楼皂苷I、II和VII的总含量是《中国药典》规定用于重楼质量评价的标准。重楼皂苷具有广泛的药理活性，包括止血、缩宫、抗肿瘤、抑菌、抗心机缺血和免疫调节作用等。重楼皂苷结构复杂，化学合成难以实现，从重楼中直接分离纯化难度较大、且受重楼资源短缺限制，严重制约了该类天然产物的开发和应用。
[0004]糖基化修饰是重楼皂苷生物合成的关键步骤，其依赖于糖基转移酶催化完成，对重楼皂苷的生物活性、生物利用度、水溶性等具有重要影响。中国专利申请202110109409.7公开了薯蓣皂苷元/偏诺皂苷元
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O
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β
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D
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葡萄糖基转移酶PpUGT73E5及其在重楼皂苷合成中的应用，该酶属于UGT73家族，对底物薯蓣皂苷元和偏诺皂苷元的Km值分别为53.69
±
9.37和73.43
±
8.16μM，表明其对底物的亲和力不高。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供用于重楼皂苷生物合成的糖基转移酶及其编码基因和应用，本专利技术的用于重楼皂苷生物合成的糖基转移酶对底物的亲和力高。
[0006]本专利技术提供了用于重楼皂苷生物合成的糖基转移酶，包括1)～6)中的糖基转移酶中的一种或几种：
[0007]1)氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的PpUGT1；
[0008]2)氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的PpUGT2；
[0009]3)氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示的PpUGT3；
[0010]4)氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示的PpUGT4；
[0011]5)氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示的PpUGT5；
[0012]6)SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5所示的氨基酸序列经取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基且功能相同的衍生蛋白。
[0013]本专利技术还提供了上述方案所述糖基转移酶的编码基因，包括1)～6)中的编码基因中的一种或几种：
[0014]1)核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示的PpUGT1的编码基因；
[0015]2)核苷酸序列如SEQ ID NO.7所示的PpUGT2的编码基因；
[0016]3)核苷酸序列如SEQ ID NO.8所示的PpUGT3的编码基因；
[0017]4)核苷酸序列如SEQ ID NO.9所示的PpUGT4的编码基因；
[0018]5)核苷酸序列如SEQ ID NO.10所示的PpUGT5的编码基因；
[0019]6)SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8、SEQ ID NO.9、SEQ ID NO.10所示的核苷酸序列经取代和/或缺失和/或添加一个或几个核苷酸且表达相同功能蛋白的核苷酸序列。
[0020]本专利技术还提供了包含上述方案所述编码基因的重组载体、表达盒或重组菌。
[0021]本专利技术还提供了上述方案所述的糖基转移酶或者所述的编码基因或者所述的重组载体、表达盒或重组菌在制备含有糖基转移酶的转基因植物中的应用。
[0022]本专利技术还提供了上述方案所述的糖基转移酶或者所述的编码基因或者所述的重组载体、表达盒或重组菌在合成重楼皂苷中的应用。
[0023]优选的，所述重楼皂苷包括化学结构式分别如式I～式VI所示的地索苷、偏诺皂苷元
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β
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D
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吡喃葡萄糖苷、重楼皂苷V、重楼皂苷VI、薯蓣皂苷元
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α
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L
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吡喃鼠李糖
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(1
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2)
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[β
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D
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吡喃葡萄糖
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(1
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6)]‑
β
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D
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吡喃葡萄糖苷和trikamsteroside B中的一种或几种；
[0024][0025]优选的，当所述糖基转移酶为PpUGT1和/或PpUGT2时，所述重楼皂苷为地索苷和偏诺皂苷元
‑3‑
O
‑
β
‑
D
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吡喃葡萄糖苷。
[0026]优选的，当所述糖基转移酶为PpUGT3时，所述重楼皂苷为重楼皂苷V和/或重楼皂
苷VI。
[0027]优选的，当所述糖基转移酶为PpUGT4和/或PpUGT5时，所述重楼皂苷为薯蓣皂苷元
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α
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L
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吡喃鼠李糖
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(1
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2)
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[β
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D
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吡喃葡萄糖
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(1
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6)]‑
β
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D
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吡喃葡萄糖苷和/或trikamsteroside B。
[0028]优选的，所述PpUGT1和PpUGT2分别以薯蓣皂苷元为底物合成地索苷；所述PpUGT1和PpUGT2分别以偏诺皂苷元为底物合成偏诺皂苷元
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β
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D
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吡喃葡萄糖苷；
[0029]所述PpUGT3以地索苷为底物合成重楼皂苷V；所述PpUGT3以偏诺皂苷元
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O
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β
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D
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吡喃葡萄糖苷为底物合成重楼皂苷VI；
[0030]所述PpUGT4和PpUGT5分别以重楼皂苷V本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于重楼皂苷生物合成的糖基转移酶，为氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示的PpUGT3的糖基转移酶。2.权利要求1所述糖基转移酶的编码基因，为核苷酸序列如SEQ ID NO.8所示的PpUGT3的编码基因。3.包含权利要求2所述编码基因的重组载体、表达盒或重组菌。4.权利要求1所述的糖基转移酶或者权利要求2所述的编码基因或者权利要求3所述的重组载体、表达盒或重组菌在制备含有糖基转移酶的转基因植物中的应用。5.权利要求1所述的糖基转移酶或者权利要求2所述的编码基因或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎胜红，刘燕，陈月桂，刘艳春，
申请(专利权)人：中国科学院昆明植物研究所，
类型：发明
国别省市：