芍药牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶(PLGGPS)基因及其编码产物和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103571858103571858A(43)申请公布日2014.02.12(21)申请号201210262070.5(22)申请日2012.07.27(71)申请人中国中医科学院中药研究所地址100700北京市东城区东直门内南小街16号(72)发明人黄璐琦袁媛汪周勇(51)Int.Cl.C12N15/54(2006.01)C12N9/10(2006.01)C12N15/63(2006.01)A01H5/00(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书4页说明书4页序列表3页序列表3页附图2页附图2页(54)发明名称芍药牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶(PLGGPS)基因及其编码产物和应用(57)摘要本发明公开了一种芍药牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶(PLGGPS)基因及其编码蛋白与用途，该基因为首次利用构建cDNA文库从芍药中克隆而得，填补了从我国传统中药材芍药中分离克隆出牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶基因的空白。本发明所提供的芍药牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶(PLGGPS)基因具有SEQIDNO.1所示的核苷酸序列或者添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸的同源序列或其等位基因及其衍生的核苷酸序列。所述基因编码的蛋白质具有SEQIDNO.2所示的氨基酸序列或者添加、取代、插入或缺失一个或多个氨基酸的同源序列。本发明提供的芍药牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶(PLGGPS)基因可以通过生物技术提高芍药中二萜类代谢产物的含量，在药材芍药的品质改良、活性成分合成生物学等方面，具有很好的应用前景。CN103571858ACN103578ACN103571858A权利要求书1/1页1.一种芍药牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶(PLGGPS)基因，其特征在于，它是下列核苷酸序列之一：(1)SEQIDNo.1的DNA序列；(2)SEQIDNo.1所示的核苷酸序列添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸的同源序列或者其等位基因及其衍生的核苷酸序列。2.一种芍药牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶(PLGGPS)，其特征在于，是以下氨基酸序列之一：(1)具有SEQIDNo.2所示的氨基酸序列；(2)SEQIDNo.2添加、取代、插入或缺失一个或多个氨基酸的同源序列。3.重组载体，其特征在于：含有权利要求1所述的芍药牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶(PLGGPS)基因全序列或部分序列。2CN103571858A说明书1/4页芍药牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶(PLGGPS)基因及其编码产物和应用技术领域[0001]本发明属于生物技术领域，主要涉及利用芍药cDNA文库克隆牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶基因及其编码产物与应用，尤其涉及生物合成有药理活性成分的有机酸、萜类酶基因及其编码产物与应用，属于药用植物基因工程领域。背景技术[0002]药用植物活性成分的形成是植物次生代谢途径中特有基因群的产物。随着植物功能基因组研究的广泛与深入，独具特色又有广阔应用前景的药用植物次生代谢合成相关功能基因的研究逐渐成为研究的热点，这些基因的克隆将为解析药用植物有效成分的生物合成途径及其调控机制和解释药材品质的形成提供理论基础，同时为利用生物技术提高目标成分含量或直接生产有效成分或中间体带来广阔的应用空间。药用植物的化学成分复杂，种类繁多，其中主要含有有机酸类、黄酮类、挥发油、萜类、二萜类、微量元素等多种成分，芍药Paeonialactiflora不仅是名花，还是一味常用中药，其根可供药用。其中白芍具有镇痉、镇痛、通经等作用。芍药根中含有芍药苷、安息香酸等活性成分，其中芍药苷属于单萜类化合物，具有显著的镇痛、镇静、抗惊厥、，解痉、解热、抗炎、抗溃疡、抗过敏、降血糖、调节免疫、保护肝脏等作用(杨俊，方红编。芍药[M]。北京：中国中医药出版社，2001，113)。[0003]牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶(geranylgeranyldiphosphatesynthase，typeII，GGPS)可催化15碳的法呢基焦磷酸(FPP)与另一个5碳分子异戊烯基焦磷酸(IPP)可合成20碳的牻牛儿牻牛儿基焦磷酸(GGPP)，GGPP是二萜类物质的生物合成的关键前体物质，植物中许多重要成分均是二萜类化合物，其表达量可能与芍药苷等萜类成分的含量密切相关。FPP是倍半萜的前体物质，可由法呢基焦磷酸合酶(FPS)催化牻牛儿基焦磷酸(GPP)和IPP生成，而GPP是单萜的直接前体物质，GGPS活性可能与GPP的含量存在一定关系。芍药牻牛儿牻牛儿基焦磷酸合酶(PLGGPS)基因的克隆，为利用基因工程提高芍药活性成分含量提供重要基础，在药材芍药的品质改良、活性成分合成生物学等方面，具有很好的应用前景。在本发明被公布之前，尚未有任何公开或报道过本专利申请中所提