[发明专利]萝芙木1－脱氧－D－木酮糖－5－磷酸还原异构酶蛋白编码序列

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种蛋白编码序列，特别是一种萝芙木1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶蛋白编码序列，属于基因工程领域。

背景技术

高血压是严重危害人类健康的疾病，我国已成为世界上高血压危害最严重的国家。据中国疾病预防控制中心健康教育所公布的最新居民营养与健康状况调查结果显示：中国内地高血压患病人数已达一亿六千万，因而对降压药物，尤其是天然降压药物的需求十分巨大。萝芙木(Rauvolfia verticillata)是夹竹桃科萝芙木属的一种重要的药用植物，为中国特有。它的根中含有利血平(reserpine)、阿吗碱(ajmalicine)和利血胺(rescinnamine)等多种药用萜类吲哚生物碱，其中利血平是目前应用最广泛的抗高血压药物之一。由于天然萝芙木资源有限，其药用部位根中药用生物碱含量很低，使得萝芙木野生资源遭到严重破坏，因而，寻找新的药源十分必要。植物次生代谢途径，分子生物学的飞速发展和植物生物技术的日趋成熟，使得利用基因工程获得萝芙木中天然降压药物利血平成为可能。

植物中的甲基-D-赤藓醇-4-磷酸(MEP)途径在1994年首次发现，该途径定位于质体中，独立于经典的甲瓦龙酸(MVA)途径。在模式植物拟南芥的研究中，发现在1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(1-Deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase，DXR)作用下，1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸(1-Deoxy-D-xylulose 5-phosphate，DXP)经原子重排和还原生成MEP，该反应是MEP途径上最重要的限速步骤，也是萜类物质代谢工程最重要的靶点。在产抗癌萜类吲哚生物碱植物长春花中，DXR的表达量与单萜吲哚生物碱的积累表现为正相关，是萜类吲哚生物碱生物合成重要的调节基因。作为MEP途径最重要的限速酶，DXR是MEP途径代谢工程最理想的靶点。Croteau等人把来源于薄荷的DXR和MS  (薄荷呋喃合成酶)共转化薄荷，使得薄荷精油的含量提高了50％，该研究于2001年发表在美国科学院院报，表明用代谢工程技术突破DXP途径中上下游限速瓶颈，可以实现对目标产物的高量表达。可以推断，要提高萝芙木中利血平的含量，DXR将会是一个很有效的代谢工程靶点，然而遗憾的是，到目前为止，还未见从萝芙木或与其同属的其他物种中克隆DXR基因的报道。根据GeneBank中1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶的核苷酸序列，结合RACE技术我们从萝芙木中克隆了相关序列，根据GeneBank的搜索结果，将该基因命名为1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶基因。

在对现有文献的分析中，未见萝芙木萜类吲哚生物碱生物合成途径上的DXR基因的克隆，至今尚未发现与本发明主题有密切联系文献的报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种萝芙木1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶蛋白编码序列。本发明公开了萝芙木1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶的氨基酸序列以及萝芙木1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶基因的核苷酸序列，为最终打破TIAs途径上的限速反应步骤，为利血平的代谢工程提供候选基因和作用靶点，及其在利用转基因技术提高利血平等萜类吲哚生物碱的含量的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：在本发明所分离出的DNA分子，该分子包括：编码具有萝芙木1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶核苷酸序列，而且所述的核苷酸序列与SEQ ID NO.3中从核苷酸第172-1596位的核苷酸序列有70％的同源性；或者所述的核苷酸序列能在45-55℃条件下与SEQ ID NO.1中从核苷酸第172-1596位的核苷酸序列杂交。

本发明所分离出的萝芙木1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶蛋白编码序列多肽，它包括：具有SEQ ID NO.1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 NO.1序列的多肽。

本发明DNA分子包含所述的DNA分子中8-100个连续核苷酸。

本发明DNA分子转化的宿主细胞是真核细胞。在实例中该宿主细胞是萝芙木。

在本发明中，“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。