一种生物合成麦角硫因相关基因及应用制造技术

本发明专利技术提供了一种生物合成麦角硫因相关基因，基于脓肿分枝杆菌

【技术实现步骤摘要】
一种生物合成麦角硫因相关基因及应用


[0001]本专利技术属于基因工程
，尤其涉及一种合成麦角硫因相关的基因的序列，以及该序列在构建转基因水稻中的应用
。

技术介绍

[0002]麦角硫因
(Ergothioneine)
是一类只由真菌合成的天然氨基酸，其对细胞具有高度保护性，可以保护
DNA
和蛋白质免受氧化作用伤害，是天然无毒的抗氧化剂
。
在细胞水平的生化反应中，麦角硫因对
DNA
的保护作用比维生素
E
有效
6000
倍
。
在众多抗氧化剂中麦角硫因可以螯合重金属离子，使机体中红细胞免于自由基的损伤，还能够协同稳定维生素以及衍生物，虾青素，依克多因，视黄醇等物质共同保护细胞免受自由基损伤
。
除了清除自由基的功能外，麦角硫因也是一种独特的生理保护剂，具有抗衰老，抗辐射，维持
DNA
合成与细胞正常生长等多种生理功能
。1.5
％麦角硫因几乎可以完全清除
UV
诱导产生的
ROS
自由基，其自由基清除力是同等浓度谷胱甘肽的
14
倍，辅酶
Q10
的
30
倍
。
目前，麦角硫因作为安全添加广泛应用于化妆品行业中，许多面霜
、
眼霜
、
护肤精华
、
防晒霜
、
乳液等化妆品中都添加了麦角硫因
。
[0003]传统的真菌子实体提取麦角硫因的方法存在提取物含量低
、
杂质与农药残留等问题困扰
。
化学合成法则容易产生带毒性的杂质且无法保障产品安全性
。
而微生物发酵方法存在发酵效率低
、
杂质多
、
纯化难度高等问题
。
相对于微生物和动物反应系统，水稻种子作为分子农场表达复杂蛋白具有易于提取和处理，生产成本低廉的优点
。
同时由于水稻种子不含对人体有害的生物碱或过敏原，因此水稻是生产麦角硫因的优秀底盘
。
然而由于水稻中缺乏合成麦角硫因的途径，因此目前尚未有利用水稻种子生产麦角硫因的报道
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种生物合成麦角硫因相关的基因以及利用水稻种子生产麦角硫因的方法
。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种生物合成麦角硫因相关的基因，所述基因包括
EgtA、EgtB、EgtC、EgtD、EgtE
基因中的一种或多种；
[0007]所述
EgtA
基因的核酸序列如
SEQ ID NO
：1所示；
[0008]所述
EgtB
基因的核酸序列如
SEQ ID NO
：2所示；
[0009]所述
EgtC
基因的核酸序列如
SEQ ID NO
：3所示；
[0010]所述
EgtD
基因的核酸序列如
SEQ ID NO
：4所示；
[0011]所述
EgtE
基因的核酸序列如
SEQ ID NO
：5所示
。
[0012]进一步的，所述基因的序列还包括分别与所述
EgtA、EgtB、EgtC、EgtD、EgtE
基因具有高度同源性，且编码相同蛋白的序列；
[0013]所述
EgtA
基因编码的蛋白所对应的氨基酸序列如
SEQ ID NO
：6所示；
[0014]所述
EgtB
基因编码的蛋白所对应的氨基酸序列如
SEQ ID NO
：7所示；
[0015]所述
EgtC
基因编码的蛋白所对应的氨基酸序列如
SEQ ID NO
：8所示；
[0016]所述
EgtD
基因编码的蛋白所对应的氨基酸序列如
SEQ ID NO
：9所示；
[0017]所述
EgtE
基因编码的蛋白所对应的氨基酸序列如
SEQ ID NO
：
10
所示
。
[0018]本专利技术还提供了一种基因表达单元，所述表达单元中包括上述的基因，以及水稻胚乳特异球蛋白启动子和终止子
。
[0019]本专利技术还提供了一种载体，所述载体含有上述的基因中的一种或多种，或者上述基因表达单元
。
[0020]优选的，在所述载体中，5种所述表达单元呈现为串联序列
。
[0021]更优的，所述串联序列为含有
EgtA
的表达单元
‑
含有
EgtB
的表达单元
‑
含有
EgtC
的表达单元
‑
含有
EgtD
的表达单元
‑
含有
EgtE
的表达单元
。
[0022]本专利技术还提供了上述的载体的构建方法：将所述表达单元依次克隆到植物表达载体中，得到重组质粒载体
。
[0023]本专利技术还提供了一种含上述任选一项的载体的宿主菌
。
[0024]本专利技术还提供了上述
EgtA、EgtB、EgtC、EgtD、EgtE
基因或者含有上述基因的表达单元
、
载体或者宿主菌在制生物合成麦角硫因中的应用
。
[0025]本专利技术还提供了一种生物合成麦角硫因的方法：将上述含有的
EgtA、EgtB、EgtC、EgtD、EgtE
基因中的一种或多种的载体转化水稻，得到可生物合成麦角硫因的水稻植株，再从水稻中分离得到麦角硫因
。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027](1)
本专利技术通过对脓肿分枝杆菌中的5个麦角硫因合成基因进行优化，得到了可以适用于水稻表达系统的核酸序列，可在水稻中稳定遗传，高效表达
。
[0028](2)
本专利技术优化合成了麦角硫因合成相关五个基因后将其连接水稻胚乳特异表达启动子，随后通过串联的方式将其在水稻胚乳中表达，最终获得了能够合成麦角硫因的工程水稻
。
在水稻分子农场生产麦角硫因等领域具有应用潜力
。
[0029](3)
本申请使用水稻作为分子农场，不含对人体有害的生物碱或过敏原，生物合成的麦角硫因具有易于提取和处理，生产成本低廉的优点
。
附图说明
[0030]图1：本专利技术设计的用于水稻胚乳合成麦角硫因合成路径示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种生物合成麦角硫因相关基因，其特征在于，所述基因包括
EgtA、EgtB、EgtC、EgtD、EgtE
基因中的一种或多种；所述
EgtA
基因的核酸序列如
SEQ ID NO
：1所示；所述
EgtB
基因的核酸序列如
SEQ ID NO
：2所示；所述
EgtC
基因的核酸序列如
SEQ ID NO
：3所示；所述
EgtD
基因的核酸序列如
SEQ ID NO
：4所示；所述
EgtE
基因的核酸序列如
SEQ ID NO
：5所示
。2.
如权利要求1所述的基因，其特征在于，所述基因的序列还包括分别与所述
EgtA、EgtB、EgtC、EgtD、EgtE
基因具有高度同源性，且编码相同蛋白的序列；所述
EgtA
基因编码的蛋白所对应的氨基酸序列如
SEQ ID NO
：6所示；所述
EgtB
基因编码的蛋白所对应的氨基酸序列如
SEQ ID NO
：7所示；所述
EgtC
基因编码的蛋白所对应的氨基酸序列如
SEQ ID NO
：8所示；所述
EgtD
基因编码的蛋白所对应的氨基酸序列如
SEQ ID NO
：9所示；所述
EgtE
基因编码的蛋白所对应的氨基酸序列如
SEQ ID NO
：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建杰，邓永东，姚泉洪，彭日荷，田永生，王波，李振军，许晶，韩红娟，王丽娟，付晓燕，王宇，张文慧，左志豪，钱岑，
申请(专利权)人：上海市农业科学院，
类型：发明
国别省市：