异山柑子萜醇合成相关蛋白及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种异山柑子萜醇合成相关蛋白及其编码基因与应用。本发明专利技术提供的异山柑子萜醇合成相关蛋白是如下（ａ）或（ｂ）的蛋白质：（ａ）由序列表中序列２所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（ｂ）将序列２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／或添加且与异山柑子萜醇合成相关的由序列２衍生的蛋白质。本发明专利技术从粳稻中克隆得到的ＯｓＯＳＣ１２蛋白及其编码基因，为首次获得异山柑子萜醇合成酶的基因序列。本发明专利技术通过将所述异山柑子萜醇合成相关蛋白的编码基因导入酵母细胞，得到了所述基因的酵母转化细胞，培养该细胞即可得到异山柑子萜醇，具有重要的应用价值和深远的意义。

With the application of gene isoarborinol synthesis related protein and its encoding

The invention discloses an isoarborinol synthesis related protein encoding gene and application thereof. Synthesis related protein isoarborinol provided by the invention is as follows (a) or (b): (a) protein consisting of amino acid sequences by sequence 2 in the sequence table shown in protein; (b) the amino acid sequence of sequence 2 through one or several amino acid residues and / or replace deletion and / or add and isoarborinol synthesis related protein derived by sequence 2. The cloned OsOSC12 protein and encoding gene from japonica, gene sequences obtained isoarborinol synthase for the first time. According to this invention, encoding gene into the yeast cell isoarborinol synthesis related protein, obtained the gene transformation of yeast cells, the cells are cultured to obtain isoarborinol, has important application value and far-reaching significance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及异山柑子萜醇合成相关蛋白及其编码基因与应用。技术背景甾醇和皂苷类化合物具有重要的生理活性和生物学功能。甾醇是以环戊垸全氢 菲为骨架(又称甾核)的一种物质，可分为动物性甾醇、植物性甾醇和菌性甾醇。动物性甾醇以胆固醇为主。植物性甾醇主要包括谷甾醇(Sitosterol)、豆甾醇 (Stigmasterol)和菜油甾醇(Campestanol)等。菌类甾醇主要包括麦角甾醇。 植物甾醇能够抑制人体对胆固醇的吸收、促进胆固醇的降解代谢、抑制胆固醇的生 化合成，具有抑制心血管疾病、抗癌、抗肿瘤、消炎、提高免疫、调节生长、抗病 毒等作用，此外，植物甾醇还具有良好的抗氧化性，可用作食品抗氧化剂。"-谷 甾醇(^-Sitosterol)是细胞膜的重要组成部分，对于维持细胞膜的结构和功能 具有重要的作用。油菜素内酯(brassinolide)被称为第六大类植物激素，在植物生 长发育的调控中发挥重要的作用。皂苷是螺甾烷及其生源相似的甾族化合物的 低聚糖苷或三萜类化合物的低聚糖苷，广泛存在于单子叶和双子叶植物中。三 萜皂苷类代谢物在农业科学和医学等领域具有广阔的应用前景。齐墩果酸具有降低 转氨酶的功能，临床用于治疗急性黄疸肝炎；燕麦在根尖合成的燕麦苷(avenacins) 具有广谱的抗菌功能，能防止多种病原菌侵染根部，发挥抗病作用(Haralampidis et al. ， 98:13431-13436);人参根部合成的人参皂苷类化合物是重要中药的有效成分 (Shukla et al. ， Phytochemistry， 29: 239-241)。桦木酸具有抗肿瘤、抗艾滋病 病毒、抗炎和体外抗疟病等多种生物活性。目前，对植物甾醇和三萜类皂苷的生物合成途径已有初步认识。异戊二烯途径 是获得这些代谢产物的必由途径，其生物合成路线为甲羟戊酸(Mevalonic acid) 生成的异戊烯二磷酸(IPP)及其异构体二甲基丙烯二磷酸(DAPP)在香草二磷酸合 成酶(GPS)作用下首先形成香叶二磷酸(GPP)，接着利用法呢二磷酸合成酶(FPS)转 化成法呢二磷酸(FPP)，又在鲨烯合成酶(Squalene synthase, SQS)的作用下合成 鲨烯，然后经鲨烯环氧酶(Squalene印oxidase， SQE)催化转变为2， 3-氧化鲨烯(2， 3-oxidosqualene)，最后2， 3-氧化鲨烯经过2， 3-氧化鲨烯环化酶(OSCs)的环化作用得到植物甾醇和三萜类骨架。三萜类骨架依赖细胞色素P450单加氧酶、糖基转移 酶和酰基转移酶进行氧化、糖基化及酰基化等化学修饰，最终获得不同种类的三萜 类皂苷产物。2， 3-氧化鲨烯在氧化鲨烯环化酶(0SCs)的作用下环化形成甾醇和三路类产物 各自的前体物质，如环阿屯醇(Cycloartenol)、 P -香树素(P -Amyrin)等。目前 已经从不同植物中分离得到了约10种编码OSCs酶的基因，包括羽扇醇合成酶 (Lupeol synthas， LUP) 、 P-香树素合成酶(P-Amyrin synthase, P AS)、葫卢二 烯醇合成酶(cucurbitadienol， CPQ) 、 thalianol synthase (THA) 、 marneral synthase (MRN)、 camelliol synthase (CAMS)、 baruol synthase (BARS)、 isomultiflorenol synthase(IMS)以及羊毛甾醇合成酶(lanosterol synthase, LAS) 禾口环阿屯醇合成酶(Cycloartenol synt|mse， CAS)(Philips et al. ， Current opinion in plant biology, 9:1-10)，其中前8种酶可能是合成各类三萜类产物的前体，第io种酶是甾醇的前体。e-香树素合成酶参与起始多数皂苷类物质的合成(》-amyrin synthases)，然后通过加氧、糖基化及酰基化等一系列反应产生三 萜皂苷(Qi et al. ，PNAS， 101:8233-8238)。羽扇豆醇合酶(lupeol synthases)参 与了桦木酸(Betulinic acid)的合成(Hayashi et al., Bio. Pharm. Bull, 27:1086-1092)。异山柑子萜醇广泛存在于高等植物中，其中禾本科植物例如白茅(//^^^^ c/h'/7o^'ra)的茎叶中含量较多，异山柑子萜醇甲基酯(白茅素，cylindrin)是甘 蔗(5"acc力ar咖0/"/yci朋r〃/z7)， 布迪椰子(^/"<3 c邵iz^ta)， 油棕(Z/aeis ^w7 e朋w^)等植物叶片蜡质的主要成分，而且异山柑子萜醇及白茅素存在于水稻 的叶片和根中(Yanagawa et al. ， phytochemistry, 11:1893-1897)，但目前为止， 还有没有从任何生物中分离到编码该酶的基因。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供异山柑子萜醇合成相关蛋白及其编码基因与应用。 本专利技术提供的异山柑子萜醇合成相关蛋白，名称为0s0SC12，来源于粳稻品种 中花ll号(&，j^a sa"ra Ljaponica)，是如下(a)或(b)的蛋白质(a) 由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b) 将序列2的氨基酸序列经过1至10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或 添加且与异山柑子萜醇合成相关的由序列2衍生的蛋白质。上述取代和/或缺失和/或添加具体可为1至10个氨基酸残基的取代和/或缺失 和/或添加。序列表中的序列2由762个氨基酸残基组成。为了使(a)中的0s0SC12便于纯化，可在由序列表中序列2所示的氨基酸 序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表l所示的标签。表l标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6 (通常为5个)RRRRRPoly-His2-10 (通常为6个)朋HH朋FLAG8DYKDDDDKStrep-tag II8WSHPQFEKc—myc10EQKLISEEDL上述(b)中的0s0SC12可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表 达得到。上述(b)中的0s0SC12的编码基因可通过将序列表中序列1自5'端第1 至2289位碱基所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行 一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5'端和/或3'端连上表l所示的标签的 编码序列得到。所述蛋白的编码基因(&fl^6V》也属于本专利技术的保护范围。 所述蛋白的编码基因可为如下l)或2)或3)的DNA分子1) 其编码序列是序列表中序列1所示的DNA分子；2) 在严格条件下与l)限定的DNA序列杂交且编码所述蛋白的DNA分子；3) 与l)或2)限定的DNA序列具有90y。以上同源性，且编码相同功能蛋白质 的DNA分子。所述严格条件为在O. 1XSSPE (或0. 1XSSC)、 0.1% SDS的溶液中，65。C条 件下杂交并洗膜。序列表中的序列1由2289个碱基组成，序列2中自5，端第1至2289位核苷 酸编码具有序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋白，是如下（ａ）或（ｂ）的蛋白质：　（ａ）由序列表中序列２所示的氨基酸序列组成的蛋白质；　（ｂ）将序列２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／或添加且与异山柑子萜醇合成相关的由序列２衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：漆小泉，薛哲勇，段礼新，
申请(专利权)人：中国科学院植物研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]