[发明专利]一种半夏酪氨酸脱羧酶及其应用

说明书

本发明公开了属于生物化学与分子生物学技术领域的一种半夏酪氨酸脱羧酶及其应用。所述半夏酪氨酸脱羧酶的氨基酸序列如序列表SEQ ID NO1所示。本发明还发现了半夏酪氨酸脱羧酶的一个活性突变体。该半夏酪氨酸脱羧酶及其突变体具有明显的抗虫及抗菌的作用，为培养抗虫和抗菌农作物奠定了理论基础。

技术领域

本发明属于生物化学与分子生物学技术领域，具体涉及一种半夏酪氨酸脱羧酶及其应用。

背景技术

酪氨酸在TYDC等催化作用下转化为多巴胺和4-羟基-苯乙醛，两者进一步缩合，生成苯丙异喳琳生物碱合成的主要前体，再进一步合成各种苯丙异哇琳生物碱。

酪氨酸脱梭酶作为L-氨基酸脱羧酶(AADCs)重要酶之一，是连接初生代谢与各种苯丙异喹啉生物碱类化合物代谢之间的第一个酶，是生物碱合成途径决定后续产物基本分子骨架以及反应产物积累速率的关键酶和限速酶，是连接初生代谢和次生代谢的桥梁，决定了代谢途径的碳流走向。

在植物代谢中的生理学作用。酪氨酸在催化下生成酪胺，酪胺除了作为生物碱前体发挥作用外，还涉及马铃薯有性生殖的限制因子，组成木质部细胞壁成分，伤口引起的细胞壁周皮成分。既作为自由胺，又作为羚基苯丙烯酸结合胺存在细胞壁抵御病毒感染。酪胺是植物整体防御系统的组成部分，如荷兰芹和拟南芥分离后不能产生苄基异哇琳类生物碱。TYDC可能是重要的植物防御反应基因，它可以被病原体诱导参加与细胞壁结合的羟基苯丙烯酸酰胺生物合成。羟基苯丙烯酸酰胺和其它酚类化合物能在细胞壁沉积，被认为是产生防御病原体的屏障，通过降低细胞吸收率，直接抑制真菌菌丝的生长。例如作为对病原体反应的一部分，马铃薯积累了可溶性的和细胞壁结合的酚类化合物，如羟基苯丙烯酸酪氨。由于这些复合物进入细胞壁导致增强抵抗病原体的屏障，提高抵抗病原体能力。在植物中，酪胺也是几个结构相关的苯乙胺之一，如多巴胺，去甲肾上腺素，肾上腺素，去甲新福林，N-甲基酪胺，对很多种类的野生型愈伤组织培养物显示了极大的毒性作用，包括烟草属、大豆、玉米和向日葵。相比较，根癌农杆菌遗传转化的改良菌株根癌组织对苯乙胺包括酪胺毒性作用有抵抗力。酪胺在植物中的毒性作用是速发的，但可以用外源性细胞分裂素预处理植物，消除这种作用。

植物TYDC基因的克隆与特性。到目前为止，己经从拟南芥、欧芹、婴粟、唐松草、马兜铃等少数儿种植物中克隆了TYDC，不同植物末端序列的差异很大。对来自唐松草、瞿粟、欧芹、拟南芥、马兜铃、柑橘、玉米的酪氨酸/多巴脱羧酶基因序列进行同源性比较，酪氨酸/多巴脱羧酶的保守区段在中部，而变异区段分布于两端，尤以梭基末端为甚。在不同的植物中以不同的拷贝形式存在。据目前报道，拟南芥中为单拷贝基因，欧芹的TYDC共有4个拷贝，对TYDC4己经研究的很清楚，其包含一个大的开放阅读框，编码一条多肽。在编码区TYDC4和TYDC2和TYDC3有93％和94％的碱基同源性，而氨基酸同源性分别高达97％和99％。欧芹的TYDC基因中没有内含子。婴粟的是由15个基因拷贝组成的基因家族。

目前，尚没有报道在半夏中克隆到酪氨酸脱羧酶基因，也不知道该基因在药用植物半夏中起到何种功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半夏酪氨酸脱羧酶及其在抗菌及抗虫中的应用。

一种半夏酪氨酸脱羧酶，所述半夏酪氨酸脱羧酶的氨基酸序列如序列表SEQ IDNO1所示。

所述半夏酪氨酸脱羧酶的基因序列如序列表SEQ ID NO2所示。

上述半夏酪氨酸脱羧酶的基因载体。

上述半夏酪氨酸脱羧酶的基因载体的宿主菌。

扩增上述的半夏酪氨酸脱羧酶中任一片段的引物。

一种半夏酪氨酸脱羧酶突变体，所述半夏酪氨酸脱羧酶突变体的氨基酸序列如序列表SEQ ID NO3所示。

所述半夏酪氨酸脱羧酶突变体的基因序列如序列表SEQ ID NO4所示。