[发明专利]家蚕葡萄糖基转移酶基因

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是涉及来自于经济动物家蚕的可以转移葡萄糖残基的一种葡萄糖基转移酶基因。

背景技术

糖类化合物作为自然界中含量最丰富的生物大分子之一，行使着重要的生物学功能。可以作为能源的储存物，维持细胞的结构，构成胞外填充物，行使细胞间的信号识别和传导功能等。另外，很多的蛋白质以糖蛋白的形式存在，它们包括酶、免疫球蛋白、载体蛋白、激素、毒素、凝集素和结构蛋白，功能涉及细胞识别、信息传递、激素调节、受精、发生、发育、分化、神经系统和免疫系统恒态维持等各个方面。而且病菌、病毒的侵染，癌细胞的增殖及转移，自身免疫疾病等都与细胞表面的糖密切相关。糖的多样性决定了在催化其合成中起关键作用的糖基转移酶的多样性。在原核生物和真核生物中都有种类繁多的糖基转移酶存在。

糖基转移酶是一群超家族的酶，它们普遍存在于动物，植物，细菌和病毒中。这些酶能够催化核苷糖的糖基转移到一些小的疏水性的分子(糖苷配基)上，形成亲水性的化合物，便于排泄，因此在抑制和排除一系列内生和外生的有毒化合物过程中起了重要作用。昆虫一般利用尿苷二磷酸-葡萄糖作为糖的供体，因此称为葡萄糖基转移酶。昆虫的葡萄糖基转移酶在许多过程中起重要作用，包括使作用物解毒，角质层形成，色素形成和嗅觉方面。

生成绿茧的色素是黄酮类色素，是以桑叶中的黄酮类物质为前体，由蚕体自身合成的。中间的代谢过程就有葡萄糖基转移酶的参与，说明蚕体内的糖基转移酶基因与茧色的形成有关。

植物和哺乳动物的糖基转移酶基因研究的较多，而昆虫中研究的很少。在家蚕中仅报道过一个糖基转移酶基因。随着糖组学的提出，糖基转移酶已成为人们的研究热点。糖基转移酶的催化活性及其高度的底物专一性都与其结构密切相关。糖基转移酶在糖类酶促合成中具有应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种家蚕葡萄糖基转移酶基因，通过对该基因功能的更深入研究，可为培育彩色茧蚕品种，生产天然彩色丝绸奠定基础。

本发明申请人根据同源序列比对，在家蚕基因组中找到了葡萄糖基转移酶基因，然后进行了基因克隆。具体方法如下：

(1)序列比对：果蝇的葡萄糖基转移酶基因与家蚕基因组进行同源性比对，得到的序列于NCBI中进行反比，进一步确定为葡萄糖基转移酶基因；

(2)PCR扩增：根据比对序列设计引物P1(5’ATGTGGTTAAAGTTTTTCTACTT 3’)、P2(5’TTACAAAGCCTTGAATTTTCC 3’)，以5龄第3天的丝腺cDNA为模板进行PCR扩增；

(3)基因的克隆：扩增片断克隆到pMD18-T载体上，然后进行序列测定(上海Sangon)

(4)序列同源性分析：相似性比较在NCBI站点上用BLAST完成，BLAST分析表明，家蚕葡萄糖基转移酶与蜕皮甾类葡萄糖基转移酶基因有一定的序列相似性；

(5)基因外源表达：表达的蛋白对其进行活性测定，结果表明这个酶催化一系列化合物发生糖基化作用，对黄酮类化合物发生糖基化率最高。

上述方法获得的家蚕葡萄糖基转移酶全长cDNA基因及推测氨基酸序列如下：

GGAATCGAATTCGTCAGTCACAACTAGTCACTTTTGGTGTAGTGTCCGTTTTCTCCACA

ATG TGG CTG AAA TTT TTT TAT TTT TTT AGC CTG GTG CTG TGC CCG

 M   W   L   K   F   F   Y   F   F   S   L   V   L   C   P

TGC TAT GCG GCG CAG GGC GCG AGC ATT CTG GCG GTG TTT AGC AGC

 C   Y   A   A   Q   G   A   S   I   L   A   V   F   S   S

CTG AGC TAT AGC GAT CAT CTG GTG TTT CGT GGC TAT GTG AGC CTG

 L   S   Y   S   D   H   L   V   F   R   G   Y   V   S   L

CTG GCG CAG CGT GGC CAT AGC GTG GTG GTG atg ACC CCG TAT CCG

 L   A   Q   R   G   H   S   V   V   V   M   T   P   Y   P