[发明专利]两种催化桃UDP-鼠李糖生物合成的基因及编码蛋白和应用

说明书

本发明公开了两种催化桃UDP‑鼠李糖生物合成的基因及编码蛋白和应用，所述两种基因为PpRHM1和PpRHM2，是从桃中分离并克隆获得的分别具有如SEQ:NO.1和SEQ:NO.2所示的核苷酸序列，和如SEQ:NO.3和SEQ:NO.4所示的氨基酸序列。本发明首次克隆并验证了桃中UDP‑鼠李糖合成相关的PpRHM1和PpRHM2两个基因的功能。通过构建重组质粒，实现两个基因在大肠杆菌中的重组表达，并得到纯化的重组蛋白。在体外，两个重组蛋白可以高效地将UDP‑葡萄糖转化成UDP‑鼠李糖。本发明可用于植物UDP‑鼠李糖的生物合成调控，并为实现UDP‑鼠李糖商品化生产提供了代谢工程基础。

技术领域

本发明属于植物分子生物技术和基因工程领域，涉及两种催化桃UDP-鼠李糖生物合成的基因及其编码蛋白和应用。

背景技术

核苷糖，是细胞壁生物合成和蛋白质和脂质糖基化等过程所必需的活化糖供体。UDP- 鼠李糖是众多核苷糖中的一种，在结构上是由一分子的尿苷二磷酸和一分子的鼠李糖所组成，是构建鼠李糖基衍生物的重要中间体。

由于植物体内UDP-鼠李糖含量低、纯化难度大且效率低，限制了UDP-鼠李糖的获取，而利用现代化学合成手段合成成本较高且过程繁琐，迄今为止，市场上还没有商品化的UDP-鼠李糖。而采用生物合成UDP-鼠李糖的方法，为UDP-鼠李糖的合成提供了新途径。因此鉴别出高效催化UDP-鼠李糖生物合成的基因，对于植物UDP-鼠李糖的生物合成调控和实现UDP-鼠李糖的商品化生产具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供两种催化UDP-鼠李糖生物合成的基因及其编码蛋白，所述两种基因为PpRHM1和PpRHM2，所述PpRHM1基因的CDS序列如SEQ:NO.1所示，编码序列全长为2028个核苷酸，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ:NO.3所示，可编码一个含675个氨基酸的蛋白；所述PpRHM2基因的CDS序列如SEQ:NO.2所示，编码序列全长为2016个核苷酸，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ:NO.4所示，可编码一个含671个氨基酸的蛋白。

本发明的另一个目的是提供所述两个基因PpRHM1和PpRHM2及其编码蛋白在植物UDP-鼠李糖的生物合成中的应用，是在植物UDP-鼠李糖生物合成调控和商业化合成中的应用。通过将上述基因PpRHM1和PpRHM2分别连接到pET-28a载体的多克隆位点中构建获得重组质粒，命名为pET-28a-PpRHM1和pET-28a-PpRHM2。在大肠杆菌中表达pET-28a-PpRHM1 和pET-28a-PpRHM2，得到重组蛋白，可将UDP-葡萄糖转化为UDP-鼠李糖。

本发明提供了两种催化UDP-鼠李糖生物合成的基因PpRHM1和PpRHM2及其编码蛋白在植物UDP-鼠李糖生物合成调控和商业化合成中的应用。本发明首次克隆并验证了桃中UDP-鼠李糖合成相关PpRHM1和PpRHM2基因的功能。本发明还提供了分别含有PpRHM1 和PpRHM2基因的重组质粒pET-28a-PpRHM1和pET-28a-PpRHM2，为通过生物工程方法大量合成UDP-鼠李糖，进一步开展鼠李糖基衍生物生物合成调控研究奠定基础。

附图说明

图1：桃PpRHM1重组蛋白的SDS-PAGE凝胶电泳分析图；1为蛋白Marker，2为纯化所得PpRHM1重组蛋白。

图2：桃PpRHM2重组蛋白的SDS-PAGE凝胶电泳分析图；1为蛋白Marker，2为纯化所得PpRHM2重组蛋白。

图3：两种重组蛋白催化酶活产物结果图；其中，A：底物UDP-葡萄糖标准品；B：未加蛋白空白对照；C：PpRHM1重组蛋白催化反应；D：PpRHM2重组蛋白催化反应。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步的阐述，但实施例不限制本发明的保护范围。