[发明专利]一种糖基转移酶及其克隆表达方法与应用

说明书

本发明公开了一种糖基转移酶及其克隆表达方法与应用。本发明首次从植物马利筋中获得对强心甾类化合物具有高转化能力的糖基转移酶；同时还提供了该糖基化转移酶的氨基酸序列及其核苷酸序列；并且提供了所述的糖化转移酶的克隆表达方法。本发明所提供全新的糖基化转移酶，为体外酶催化方式合成强心甾‑3‑O‑β‑D‑吡喃葡萄糖苷提供了条件，实现以绿色、高效的方式催化多种强心甾类化合物合成相应的糖苷产物。本发明实施后将为强心甾类化合物的糖基化合成提供一种重要的工具酶，并为强心苷类化合物的合成工业带来巨大的经济效益。

技术领域

本发明属于药物生物技术领域，特别涉及一种糖基转移酶及其克隆表达方法与应用。

背景技术

一直以来，强心甾类化合物因其具有强心、抗肿瘤、抗炎、镇痛等多种重要的药理活性而被人们广泛关注。以地高辛为代表的洋地黄类药物，在临床上用于治疗充血性心力衰竭与心律失常已有超过两百年的历史。此外，强心甾类化合物还具有选择性抑制肿瘤细胞增殖的作用。这是因为强心甾类药物能够特异性地抑制Na⁺/K⁺-ATP酶的α亚基，导致细胞内Na⁺浓度上升，启动Na⁺-Ca²⁺交换，使细胞内Ca²⁺浓度上升，从而发挥强心作用；另外，通过与Na⁺/K⁺-ATP酶α亚基的特异性结合，能够激活一系列下游信号转导通路，导致肿瘤细胞选择性凋亡(Prassas I,Diamandis EP.Novel therapeutic applications of cardiacglycosides.Nat Rev Drug Discov.2008Nov；7(11):926-35.)。

强心甾类化合物C3羟基的糖基化修饰对化合物的药理活性具有重要影响，主要包括以下三个方面：1、糖基化修饰具有减毒作用。临床上使用的强心药如地高辛和洋地黄毒苷，都是多糖基化修饰的强心甾类化合物，而不含糖的强心甾类化合物水溶性差、毒性大，不能成药。2、糖链部分的长度及糖基的种类，能够影响强心甾类化合物对Na⁺/K⁺-ATP酶不同α亚基的选择性，例如明显增强对α2亚基(主要分布于骨骼肌、平滑肌和心脏等肌肉组织)的特异性结合能力，从而起到减毒作用(Dostanic-Larson I,Lorenz JN,Van Huysse JW,Neumann JC,Moseley AE,Lingrel JB.Physiological role of the alpha1-and alpha2-isoforms of the Na⁺-K⁺-ATPase and biological significance of their cardiacglycoside binding site.Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol.2006Mar；290(3):R524-8.)。3、糖链部分的长度、糖基的种类及构型，与强心甾类化合物的抗肿瘤活性密切相关。例如洋地黄毒苷元与α-L-鼠李糖形成的强心苷，对肿瘤细胞的细胞毒活性强于洋地黄毒苷(Wang HY,Rojanasakul Y,O'Doherty GA.Synthesis and Evaluation of theα-D-/α-L-Rhamnosyl and Amicetosyl Digitoxigenin Oligomers as Antitumor Agents.ACSMed Chem Lett.2011Apr 14；2(4):264-269.)。