[发明专利]丹参法呢基焦磷酸合酶(SmFPS)基因及其编码的蛋白和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，主要涉及利用cDNA芯片技术克隆丹参萜类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

药用植物有效成分(次生代谢产物)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。 

萜类化合物是植物中重要的次生代谢产物之一，在药用植物中很多活性成分如紫杉醇、人参皂苷类、丹参酮IIA、雷公藤甲、乙素等均为萜类化合物。药用植物丹参Salvia miltiorrhizaBge.为一味常用中药，素有“一味丹参，功同四物”的美称，具有活血化瘀，理气止痛的功效，是众多复方、保健品的主要成分。丹参主要含有两类活性成分：脂溶性的二萜醌类化合物和水溶性的酚酸类化合物。目前在植物萜类生物合成途径研究中，法呢基焦磷酸(法呢基焦磷酸合酶的产物)不但可以作为二萜类酶的底物，同时也是植物体内三萜类合酶的底物，它的活性程度直接影响到植物体内二萜类、倍半萜类和三萜类的物质的含量及比例。因此法呢基焦磷酸合酶(FPS)基因的克隆和分析，为用基因工程手段提高丹参有效部位的含量提供重要基础。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及的丹参萜类酶基因及其氨基酸序列。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种丹参法呢基焦磷酸合酶(SmFPS)基因。 

本发明第二个目的是提供该基因编码的蛋白质。 

本发明还提供了含有该基因的重组载体和宿主细胞。 

本发明的另一个目的在于提供该基因的应用。 

本发明所提供的丹参法呢基焦磷酸合酶(SmFPS)，为以下核苷酸序列之一： 

(1)具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列； 

(2)SEQ ID NO.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。 

该基因所编码的蛋白质为丹参法呢基焦磷酸合酶(SmFPS)，是以下氨基酸序列之一： 

(1)具有SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列； 

(2)SEQ ID NO.2添加、取代、插入或缺失一个或多个氨基酸的同源序列。 

含有本发明的丹参法呢基焦磷酸合酶(SmFPS)基因全序列或部分序列的重组载体，如原核类载体，真核类表达载体及RNAi载体均属于本发明的保护范围。 

含有本发明的丹参法呢基焦磷酸合酶(SmFPS)基因全序列或部分序列的宿主细胞，如含有上述的重组载体的宿主细胞也属于本发明的保护范围。 

所述宿主细胞为有价值的活体材料。 

本发明的丹参法呢基焦磷酸合酶(SmFPS)基因的应用，包括用所述的重组载体，如植物表达载体转化植物细胞；或者用所述含有该基因的农杆菌与植物细胞共培养，得到转基因的植物发根系；或者用所述的发根细胞再生植株；或者用所述的丹参法呢基焦磷酸合酶(SmFPS)基因全序列或部分序列转化获得转基因生物体。 

本发明技术方案中涉及的概念具体内容如下： 

所说的丹参法呢基焦磷酸合酶(SmFPS)基因的DNA分子包括：编码具有丹参法呢基焦磷酸合酶(SmFPS)活性的多肽的核苷酸序列，而且所述的核苷酸序列与SEQ ID NO.1中从核苷酸第1-1494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1-1494的核苷酸序列杂交。较佳地，所述的序列编码具有SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列的多肽。更佳地，所述的序列具有SEQ ID NO.1中从核苷酸第1-1494位的核苷酸序列。本发明分离出的丹参法呢基焦磷酸合酶(SmFPS)基因多肽包括：具有SEQ ID NO.2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.2序列的多肽。本发明中的DNA分子包含所述的DNA分子中8-100个连续核苷酸。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。