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麻疯树香叶基香叶基焦磷酸合成酶蛋白及其编码基因制造技术

技术编号:4290996 阅读:285 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及分子生物学、基因工程技术领域。具体涉及一种在麻疯树中表达的JcGGPPs蛋白(麻疯树香叶基香叶基焦磷酸合成酶蛋白,Jatropha?curcas?geranylgeranyl?diphosphate?synthase,JcGGPPs)及其及其编码基因。所分离出的DNA分子包括:编码具有麻疯树香叶基香叶基焦磷酸合成酶活性的多肽的核苷酸序列,所述的核苷酸序列与SEQ?ID?NO.1中从核苷酸第39-1148位的核苷酸序列有至少70%的同源性;或者所述的核苷酸序列能在40-55℃条件下与SEQ?ID?NO.1中从核苷酸第39-1148位的核苷酸序列杂交。本发明专利技术是一种催化苯甲酰CoA和去苯甲酰紫杉醇生成紫杉醇的酶,对保护人民的健康生长有所帮助。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分子生物学、基因工程
具体地,本专利技术涉及一种在麻疯 树中表达的JcGGPPs蛋白(麻疯树香叶基香叶基焦磷酸合成酶蛋白,Jatrophacurcas geranylgeranyl diphosphate synthase, JcGGPPs)及其核酸序列。
技术介绍
麻疯树是一种多用途的植物,常被用在医药、农药、生物柴油、饲料、染料、肥料、水 土保持、生态治理等方面,有可持续综合利用的开发潜力。麻疯树毒素-佛波醇脂(12_脱 氧-16-羟基佛波醇酯,12-deoxy-16-hydroxyphorbo1)是一种二萜类化合物,主要存在于 植物种子、树皮、叶、根和乳汁中。研究报道,麻疯树种子油中的佛波醇酯具有双重作用一 方面对癌细胞有促长作用,称为促癌剂,是剧毒植物毒素,可激发肿瘤和炎症;另一方面其 还具有抗虫性和抗软体动物的活性。当前麻疯树种子油作为生物燃油的研究、开发和应用 以及最大限度地发挥其经济效益和取得良好的生态环境效益_其副产物的合理利用已成 为生物能源研究的热点。但由于麻疯树种仁中含有以佛波醇酯为代表的毒素,一方面麻疯 树种子油中会有佛波醇酯(脂溶性)的残留,另一方面麻疯树种仁榨油后的籽粕,只能将其 用作肥料还田,使得这一对家畜有潜在利用价值的植物性蛋白饲料被大量浪费。因此由于 麻疯树毒素的存在限制了麻疯树油的开发和麻疯树的综合利用。近年来植物基因工程技术 的飞速发展和广泛应用,为利用现代生物技术调节麻疯树毒素或其前体的含量开辟了一条 崭新的途径。利用现代生物技术一方面可采用RNA干扰技术将佛波醇酯生物合成途径中的 关键酶基因(或转录因子)导入麻疯树中,获得转基因的细胞系、组织或再生植株,以达到 借助基因工程手段培育低毒麻疯树优良品种,另一方面可采用转基因植物过量表达技术, 将佛波醇酯生物合成途径中的关键酶基因(或转录因子)导入麻疯树中,获得转基因的细 胞系、组织或再生植株,以达到借助基因工程手段培育高毒麻疯树优良品种。 现有技术公开了香叶基香叶基焦磷酸合成酶(GGPP synthase)是一种能够催化法 尼基焦磷酸(FPP)和异戊烯基焦磷酸(IPP)发生电子耦化作用的戊烯基转运酶。其能将15 碳的FPP和5碳的IPP縮合生成20碳的香叶基香叶基焦磷酸(GGPP),香叶基香叶基焦磷酸 (GGPP)是所有二萜类化合物的共同前体。佛波醇酯的二萜骨架是由通用的二萜前体GGPP 环化而来,因此GGPP为佛波醇酯的合成提供了通用前体。 现有技术("Biochim. Biophys. Acta(生物化学与生物物理学报)2003, 1625(2): 214-220 "和"Chem. Pharm. Bull (化学药理学报)2001,49(2) :197-202"等)先后报道从三 叶橡胶树和巴豆中克隆了香叶基香叶基焦磷酸合成酶基因,由于这个基因编码的酶催化二 萜合成的第一步,并对二萜合成效率具有重要影响,因此,这第一步是基因工程遗传改良麻 疯树的重要切入点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种麻疯树JcGGPPs蛋白编码序列。 本专利技术的JcGGPPs蛋白编码序列包含所说基因的保守片断的构建体,携带该构建 体的新的RNA干扰载体,被所说的RNA干扰载体转化植物细胞,以及由转化细胞产生的所 说基因的转基因植物及其后代,包括植物种子及植物组织,所获得的转基因植物将具有降 低的佛波醇酯含量;或,包含所说基因的融合基因构建体,携带该构建体的新的重组表达载 体,被所说的表达载体转化植物细胞,以及由转化细胞产生的所说基因的转基因植物及其 后代,包括植物种子及植物组织,所获得的转基因植物将具有显著提高的佛波醇酯含量。 本专利技术是通过以下技术方案实现的,本专利技术所分离出的DNA分子包括编码具有 麻疯树JcGGPPs活性的多肽的核苷酸序列,所述的核苷酸序列与SEQ ID NO. 1中从核苷酸 第39-1148位的核苷酸序列有至少70%的同源性;或者所述的核苷酸序列能在40-55t:条 件下与SEQ ID NO. 1中从核苷酸第39-1148位的核苷酸序列杂交。 较佳地,所述的序列编码具有SEQ ID NO. 1所示的核苷酸序列。更佳地,所述的序 列具有SEQ ID NO. 1中从核苷酸第39-1148位的核苷酸序列。 本专利技术分离出的麻疯树JcGGPPs多肽,它包括具有SEQ ID N0.4氨基酸序列的多 肽、或其保守性变异多肽、或其活性片段,或其活性衍生物。较佳地,该多肽是具有SEQ ID N0.4序列的多肽。 本专利技术所提供的载体DNA分子转化的宿主细胞,它是真核细胞。它包含所述的DNA 分子中8-100个连续核苷酸。 本专利技术用上述载体,在实例中该宿主细胞是麻疯树。 在本专利技术中,"分离的"、"纯化的"DNA是指,该DNA或片段已从天然状态下位于其 两侧的序列中分离出来,还指该DNA或片段已经与天然状态下伴随核酸的组分分开,而且 已经与在细胞中伴随其的蛋白质分开。 在本专利技术中,术语"麻疯树JcGGPPs (或多肽)的编码基因"指编码具有麻疯树 JcGGPPs活性的多肽的核苷酸序列,如SEQ ID NO. l中第39-1148位核苷酸序列及其简并序 列。该简并序列是指,位于SEQ ID NO. l序列的编码框第39-1148位核苷酸中,有一个或多 个密码子被编码相同氨基酸的简并密码子所取代后而产生的序列。由于密码子的简并性, 所以与SEQ ID NO. 1中第39-1148位核苷酸序列同源性低至约70%的简并序列也能编码 出SEQ ID N0.2所述的氨基酸序列。该术语还包括能在中度严紧条件下,更佳的在高度严 紧条件下与SEQ ID NO. 1中从核苷酸第39-1148位的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。该术 语还包括与SEQ ID NO. 1中从核苷酸第39-1148位的核苷酸序列的同源性至少70%,较佳 地至少80 % ,更佳地至少90 % ,最佳地至少95 %的核苷酸序列。 该术语还包括能编码具有与天然的麻疯树JcGGPPs相同功能的蛋白的SEQ IDNO. 1中开放阅读框序列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于)若干个(通常 为1-90个,较佳地1-60个,更佳地1-20个,最佳地1-10个)核苷酸的缺失、插入和/或取 代,以及在5'和/或3'端添加数个(通常为60个以内,较佳地为30个以内,更佳地为10 个以内,最佳地为5个以内)核苷酸。 在本专利技术中,术语"麻疯树JcGGPPs或多肽"指具有麻疯树JcGGPPs活性的SEQ ID NO. 2序列的多肽。该术语还包括具有与天然麻疯树JcGGPPs相同功能的SEQID NO. 2序 列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于)若干个(通常为l-50个,较佳地1-30个,更佳地1-20个,最佳地1-10个)氨基酸的缺失、插入和/或取代,以及在C末端和/或 N末端添加一个或数个(通常为20个以内,较佳地为10个以内,更佳地为5个以内)氨基 酸。例如,在本领域中,用性能相近或相似的氨基酸进行取代时,通常不会改变蛋白质的功 能。又比如,在C末端和/或N末端添加一个或数个氨基酸通常也不会改变蛋白质的功能。 该术语还包括麻疯树JcGGP本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种编码麻疯树香叶基香叶基焦磷酸合成酶蛋白的核酸,其特征在于具有SEQIDNO.1所示的核苷酸序列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:林娟金元杰侯嵘唐克轩
申请(专利权)人:复旦大学
类型:发明
国别省市:31[中国|上海]

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