[发明专利]来自檀香属的萜烯合酶

说明书

发明领域

本发明涉及新的萜烯合酶。本发明还涉及编码萜烯合酶的核酸、用于制备变体萜烯合酶的方法和表达本发明多肽的宿主生物体。本发明还包括用于制备萜烯合酶的方法和用于制备萜类化合物(如萜烯)的方法。 

背景技术

以下技术背景的讨论仅为了便于理解本发明。该讨论并非确认或承认，截至本申请的优先权日，其所涉及的任何材料是或曾是普通常识的一部分。 

檀香(印度檀香Santalum album)(檀香科Santalaceae)是具有巨大的经济价值的小型半寄生热带树木，其被发现生长于印度南部、斯里兰卡、印尼东部和澳大利亚北部。由于其细粒性、高密度和出色的雕刻特性，檀香木材受到高度追捧。檀香木材含有树脂和精油，尤其是檀香醇、檀香烯以及数十种其他微量倍半萜。这些化学物质提供了独特的檀香香味。香木通常被磨碎并蒸汽蒸馏，其挥发油用作许多高端香水的固定剂。 

几个世纪的过度开采已导致檀香天然林消亡。正在整个澳大利亚北部建立大型种植园，以满足需求并保护剩余的储备。檀香心材中含有高达6％(干重)的倍半萜油，主要是α-和β-檀香醇，α-反式-香柠檬醇和表-β-檀香醇，以及倍半萜烯烃α-和β-檀香烯，α-香柠檬烯和表-β-檀香烯，β-红没药烯，α-、β-和γ-姜黄烯。即使是在近乎相同的生长条件下，产于树的心材油的量相差很大。这种产量差异的原因还不是很清楚，但可能是遗传和环境因素两者的结果。 

关于檀香中倍半萜类化合物(如倍半萜)的生物合成或其精油产生如何调控所知甚少。 

本发明解决了本领域对用于产生萜烯的方法的需要，所述萜烯与檀香所产生的萜烯类似。 

发明概述 

在一个实施方案中，本发明提供了分离的核酸分子，其编码萜烯合酶并且选自： 

a)包含SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：3或SEQ ID NO：5所示的核苷酸序列的核酸分子； 

b)核酸分子，其为(a)的片段； 

c)核酸分子，其包含与(a)或(b)互补的核苷酸序列；和 

d)核酸分子，其编码萜烯合酶并与(a)-(c)中任一核酸分子具有至少或至少约60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％的相同性； 

其中所述核酸分子编码萜烯合酶。 

其它的实施方案包括：本发明的核酸所编码的多肽；包含本发明核酸的宿主细胞；非人生物体，其被修改以含有本发明的核酸；以及产生多肽的方法，其包括培养本发明的宿主细胞。 

在一个实施方案中，本发明提供了制备至少一种萜烯合酶的方法，其包括在有助于产生所述至少一种萜烯合酶的条件下培养宿主细胞，所述宿主细胞被修改以含有至少一种核酸序列。 

本发明还提供分离的萜烯合酶，其中所述萜烯合酶为檀香属(Santalum)萜烯合酶；并且所述萜烯合酶催化檀香烯的产生。 

在另一个实施方案中，本发明提供分离的萜烯合酶，其包括： 

a)SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4或SEQ ID NO：6所示的氨基酸序列； 

b)由权利要求1-5中任一项的核酸分子所编码的氨基酸序列； 

c)氨基酸序列，其与SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列具有至少或至少约60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或更高相同性；或 

d)(a)、(b)或(c)的片段； 

其中所述萜烯合酶催化萜烯产生。 

本发明还提供萜烯合酶，其中所述萜烯合酶同时催化α-檀香烯、α-反式-香柠檬烯、表-β-檀香烯和β-檀香烯的产生。 

本发明还提供用于检测样品中萜烯合酶多肽或核酸的存在的方法。 

在另外的实施方案中，本发明提供了产生萜烯合酶的方法，所述方法包括以下步骤： 

a)选择宿主生物体和/或细胞，其不表达具有SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：3或SEQ ID NO：5所示序列的核酸分子； 

b)用具有SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：3或SEQ ID NO：5所示序列的核酸分子转化所述生物体；和 

c)在有助于所述核酸编码的萜烯合酶产生的条件下培养所述生物体。 

在另外的实施方案中，本发明提供了产生萜烯合酶的方法，所述方法包括以下步骤：