[发明专利]一种来源于虎眼万年青的尿苷-5’-二磷酸木糖差向异构酶，其核苷酸序列及应用

说明书

本发明提供了一种来源于虎眼万年青的尿苷‑5’‑二磷酸木糖差向异构酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；还提供了编码尿苷‑5’‑二磷酸木糖差向异构酶基因的核苷酸序列，如SEQ ID NO.3所示，以及含有该编码核苷酸序列的载体和宿主细胞。本发明还提供了尿苷‑5’‑二磷酸木糖差向异构酶或含有尿苷‑5’‑二磷酸木糖差向异构酶的细胞在催化底物尿苷‑5’‑二磷酸木糖、尿苷‑5’‑二磷酸阿拉伯糖、尿苷‑5’‑二磷酸葡萄糖、尿苷‑5’‑二磷酸半乳糖反应中的应用。

技术领域

本发明涉及一种来源于虎眼万年青的尿苷-5’-二磷酸木糖差向异构酶，其编码基因及其在催化底物尿苷-5’-二磷酸木糖为尿苷-5’-二磷酸阿拉伯糖，催化底物尿苷-5’-二磷酸阿拉伯糖为尿苷-5’-二磷酸木糖，催化底物尿苷-5’-二磷酸葡萄糖为尿苷-5’-二磷酸半乳糖，催化底物尿苷-5’-二磷酸半乳糖为尿苷-5’-二磷酸葡萄糖四种反应中的应用，属于基因工程领域。

背景技术

尿苷-5’-二磷酸木糖差向异构酶(UXE)是生物体内生成尿苷-5’-二磷酸阿拉伯糖(UDP-阿拉伯糖)的关键酶。UXE能将尿苷-5’-二磷酸木糖(UDP-木糖)吡喃糖环上的4位羟基差向异构化而形成UDP-阿拉伯糖(图1)。UDP-阿拉伯糖是一个在糖蛋白、多糖和各种经过糖基修饰的次生代谢产物，如黄酮苷、三萜皂苷、甾体皂苷等生物合成中重要的糖基供体，它广泛存在于动物、植物、真菌、细菌中。许多糖基化的化合物与其苷元相比具有更好的水溶性，可以使化合物的成药性增加。但UDP-阿拉伯糖含量低，合成困难，导致价格昂贵，不利于阿拉伯糖苷的合成，给创新药物的研制带来了很大的困难。通过UXE对UDP-木糖的催化，一步反应就能将UDP-木糖转化为UDP-阿拉伯糖，从而可以给天然产物的糖苷化提供稳定而廉价的糖基供体，这可以带来很大的经济利益。因此，克隆UXE基因并对其进行功能鉴定对于酶催化合成UDP-阿拉伯糖这一化合物或者通过合成生物学技术规模化制备阿拉伯糖苷天然产物，减少由于化学合成以及植物提取阿拉伯糖苷类天然产物等传统方法对环境和物种造成的压力，从而促进社会可持续发展具有很重要的意义。

迄今为止，已在植物如十字花科植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)，禾本科植物大麦(Hordeum vulgare)，豆科植物豌豆(Pisum sativum)细菌如草木樨中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)中发现并克隆得到UDP-木糖差向异构酶基因，而尚没有从天门冬科植物虎眼万年青(Ornithogalum caudatum)中分离得到该蛋白的报道。本发明通过对虎眼万年青进行转录组测序，获得了虎眼万年青UDP-木糖差向异构酶OcUXE1序列信息。通过提取虎眼万年青RNA，利用RT-PCR，从虎眼万年青无菌鳞茎中克隆得到OcUXE1基因，并对其进行了功能鉴定，这是首次从虎眼万年青植物中克隆得到这个基因。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种来源于虎眼万年青的尿苷-5’-二磷酸木糖差向异构酶、编码该酶的核苷酸序列、含有该核苷酸序列的表达载体、含有该核苷酸序列或表达载体的宿主细胞，以及其在催化底物尿苷-5’-二磷酸木糖、尿苷-5’-二磷酸阿拉伯糖、尿苷-5’-二磷酸葡萄糖、尿苷-5’-二磷酸半乳糖反应中的应用。

为解决本发明的技术问题，采用如下技术方案：

本发明技术方案的第一方面提供了一种来源于虎眼万年青的尿苷-5’-二磷酸木糖差向异构酶，其特征在于：

a)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；

b)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列经替换，缺失或添加1-35个氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列。

以上所述的尿苷-5’-二磷酸木糖差向异构酶，其特征在于，在尿苷-5’-二磷酸木糖差向异构酶上可进行常规修饰；或者在尿苷-5’-二磷酸木糖差向异构酶上还连接有用于检测或纯化的标签。