[发明专利]一种桑树白藜芦醇合成酶、其编码基因及重组载体和应用

说明书

本发明公开了一种桑树白藜芦醇合成酶、其编码基因及重组载体和应用。桑树白藜芦醇合成酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，基因的序列如SEQ ID NO.1所示。本发明克隆了一种桑树白藜芦醇合成酶基因(MaRS)的克隆，该基因为新基因，基因长度为1176bp。该基因是桑树中白藜芦醇生物合成的关键基因，该基因MaRS能以对香豆酸为底物，转化合成白藜芦醇。因此，该基因能够通过微生物发酵法生物合成白藜芦醇，具有应用于药品、保健食品、化妆品方面的开发价值。

技术领域

本发明涉及功能基因和酵母表达载体的构建，特别是涉及一个桑树白藜芦醇合成酶(MaRS)基因的克隆和酵母表达载体的构建。

背景技术

白藜芦醇(Resveratrol，Res)是一种存在多种植物中的具有二苯乙烯结构的非黄酮类天然多酚物质，是植物在逆境刺激如紫外线、真菌感染、损伤等胁迫或非胁迫条件下产生的植物次生代谢产物。目前，在葡萄科、豆科的落花生属、决明属、虎杖、何首乌、松树和桑葚等21科、31属的72种植物中发现白藜芦醇。研究表明，白藜芦醇具有抗氧化、抗癌、抗菌、抗炎、心血管保护、调剂血脂和治疗糖尿病等诸多生理药理作用。

白藜芦醇合成酶(Resveratrol Synthase，RS)是植物体内白藜芦醇生物合成途径的关键酶。白藜芦醇合成酶是芪类化合物合成的关键酶，属于植物III聚酮化合物合成酶(Polyketide Synthase，PKS)家族中的一类，在植物体内多以基因家族的形式存在。比如在葡萄中发现白藜芦醇合成酶基因有16个，花生中白藜芦醇合成酶基因有6个。白藜芦醇合成酶催化苯丙烷途径中的中间产物4-香豆酰-CoA和丙二酰-CoA形成白藜芦醇。

桑树中特别是桑葚营养丰富，含有多种活性营养成分如白藜芦醇、花青素、芦丁等，国家卫生部门将其列为“既是食品又是药品”的农产品之一。桑葚具有抗衰老、降血糖、增强机体免疫力、保护肝脏等多种功效。已有研究证明，桑葚中的白藜芦醇含量不低于甚至高于葡萄、花生、蓝莓等植物，目前，从葡萄、虎杖、花生和葎草等植物中已经克隆了白藜芦醇合成酶基因。由于白藜芦醇合成酶基因在植物中一般以基因家族的形式存在，不同的白藜芦醇合成酶基因的DNA和氨基酸序列相差甚远，酶的分子量不同会产生酶学特性和活力有很大差别，且都没有得到绝对优势的基因和相关专利，也没有工业应用的报道。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种新的桑树白藜芦醇合成酶、其编码基因及应用，本发明的另一个目的是提供相关的载体。

技术方案：

本发明参考已知的葡萄、花生、虎杖等植物的白藜芦醇合成酶序列，利用生物信息学设计引物；提取桑树的mRNA，反转录后得到cDNA，以其为模板扩增桑树的白藜芦醇合成酶基因，并连接到克隆载体，挑选阳性克隆委托生物公司进行测序；通过生物信息学分析的方法分析其基因结构和编码的氨基酸序列。

一种桑树白藜芦醇合成酶，氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，或者与SEQ ID NO.1所示序列具有98％及以上同源性且功能相同。

一种编码所述的桑树白藜芦醇合成酶的基因。

其中，基因的序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明提供了一种重组载体，含有所述的基因。

重组载体的原始载体可以为pESC-TRP-At4CL，该载体中，At4CL基因插入在pESC-TRP载体的BamH I和XhoI酶切位点之间；所述的基因插入在原始载体的Spe I和Bgl II酶切位点之间。

其中一种重组载体的构建方法如下：将At4CL基因插入在pESC-TRP载体的BamH I和XhoI酶切位点之间，得到载体pESC-TRP-At4CL，再将桑树白藜芦醇合成酶的基因插入到载体pESC-TRP-At4CL的Spe I和Bgl II酶切位点之间，得pESC-TRP-At4CL-MaRS。