[发明专利]丹参一细胞色素P450(SmP450)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芯片技术克隆丹参中各种跟其活性成分生物合成相关的酶基因及其编码产物与应用，尤其涉及丹参主要活性成分酚酸类和二萜醌类化合物在生物合成中的参与其结构修饰的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及深入，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。 

药用植物中有很多活性成分如紫杉醇、青蒿素、人参皂苷Rg3、喜树碱、长春碱、丹参酮IIA、雷公藤甲、乙素等等。这些化合物的体内生物合成过程中，均涉及到不同程度的生物结构修饰，其中细胞色素P450的修饰作用非常关键。由于大多数P450在植物体内的含量很低且不稳定，直接分离纯化P450酶非常困难，因此克隆P450基因，研究P450基因的表达与调控，通过异源表达、缺失突变和突变体互补等方法研究P450的功能就成为一条重要途径。基因芯片技术是20世纪80年代发展起来的一项高新技术，它可以对生物整个基因组的所有基因表达同时进行实时监测，作为一个全新的、强有力的技术平台，已广泛地应用于功能基因组的研究中，也成为挖掘新基因的强有力手段。药用植物丹参Salvia miltiorrhiza Bge.为一味常用中药，含有丰富的生物活性成分，其中主要有两类活性成分：脂溶性的二萜醌类化合物和水溶性的酚酸类化合物，它们结构上基本存在细胞色素P450修饰作用的痕迹。本发明系为应用Gene-Chip技术，结合5’RACE对丹参中与有效成分密切相关的细胞色素P450进行克隆和分析，并且应用生物工程技术对其进行了研究与开发。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细胞色素P450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细胞色素P450(SmP450)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细胞色素P450(SmP450)，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细胞色素P450(SmP450)，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。 

含有本发明的丹参细胞色素P450(SmP450)基因全序列或部分序列的重组载体，如原核表达类载体，真核类表达载体及RNAi载体均属于本发明的保护范围。 

含有本发明的丹参细胞色素P450(SmP450)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。 

本发明的丹参细胞色素P450(SmP450)基因的应用，包括用所述的重组载体，如植物过表达载体或干扰载体转化的植物细胞；或者用所述含重组载体的农杆菌与相关活体材料共培养，得到转基因的植物发根系和转基因植株；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：