[发明专利]一种苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS3及其基因序列

说明书

本发明公开了一种苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS3及其基因序列,该基因全长1662bp，编码553个氨基酸，酶蛋白分子量大小为64.06KDa，以pRS426‑URA酵母蛋白表达质粒为载体，以酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae WQ011为宿主，实现了苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS3的异源表达，重组菌WQ011/pRS426‑URA‑CaTPS3可以同时生成α‑桉叶醇(α‑Eudesmol)和愈创醇(5‑Azulenemethanol)两种倍半萜醇。50mL摇瓶产量为α‑桉叶醇0.08mg/L和愈创醇0.25mg/L。该基因的获得对苦皮藤倍半萜化合物的研究具有深远的意义。

技术领域

本发明属于酶基因工程及酶工程领域，具体涉及一种来源于苦皮藤(Celastrusangulatus)的倍半萜合成酶CaTPS3以及基因序列CaTPS-25470。

背景技术

萜类化合物是化学结构和构象最为复杂的天然产物，目前发现的萜类化合物有80000种左右，占据天然产物的三分之一，广泛分布于植物和微生物中。萜类化合物的生物合成需要的最基本的结构单元是二甲基烯丙基焦磷酸Dimethylallyl diphosphate，DMAPP和异戊烯基焦磷酸Isopentenyl diphosphate，IPP来自于甲羟戊酸途径和脱氧木酮糖磷酸酯途径。不同数量的DMAPP和IPP首尾聚合再经过特殊的萜合酶的催化形成单萜(C₁₀)倍半萜(C₁₅)和二萜(C₂₀)等天然产物。倍半萜类化合物是萜类化合物中结构和种类最多的一种，已经被广泛应用于生物制药、天然绿色农药杀虫和杀菌剂、燃料替代品和食品级香料和调味剂等行业开发使用。

α-桉叶醇(α-Eudesmol)和愈创醇(5-Azulenemethanol)等倍半萜类化合物具有显著的生物活性。如α-桉叶醇可以阻断钙离子通道，抑制过度活跃的神经，可以帮助脑部受创后的辅助治疗；愈创醇具有镇咳、祛痰作用，用于治疗支气管炎。

苦皮藤(Celastrus angulatus)属卫矛科(Celastraceae)南蛇藤属(Celastrus)多年生藤本植物，广泛分布于我国黄河、长江流域的丘陵和山区。苦皮藤的杀虫活性(拒食活性、麻醉活性、毒杀活性)成分主要分布在根皮中。研究证明其中所含的杀虫活性成分主要是以β-二氢沉香呋喃多元醇酯倍半萜类化合物及其生物碱，取代基的不同决定着化合物的活性不同。目前研究主要集中在对苦皮藤中的有效成分苦皮藤素进行分离与结构鉴定和杀虫作用机理研究，没有对苦皮藤素生物合成中倍半萜合成酶的相关文献。因此研究苦皮藤倍半萜合成酶的功能及其序列特征对萜类化合物的分布具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS3及其基因序列，还提供了包含本发明基因的质粒及包含该表达质粒的宿主细胞，并利用宿主细胞(重组菌)诱导表达该倍半萜合成酶CaTPS3生成倍半萜类化合物。

本发明的技术方案是：

一种苦皮藤倍半萜合成酶，记为CaTPS3，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

编码上述苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS3的基因，记为CaTPS-25470，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

一种重组质粒，记为pRS426-URA-CaTPS3，含有编码苦皮藤倍半萜合成酶CaTPS3的基因，半乳糖诱导型启动子PGal1,10，尿嘧啶营养缺陷筛选标签。

一种重组菌，记为WQ011/pRS426-URA-CaTPS3，含有上述重组质粒。