[发明专利]粤桑大十N-乙酰-5羟色胺氧甲基转移酶及其应用

说明书

本发明公开了粤桑大十N‑乙酰‑5羟色胺氧甲基转移酶及其应用，粤桑大十N‑乙酰‑5羟色胺氧甲基转移酶包含3个成员，MaASMT4、MaASMT6和MaASMT20，MaASMT4基因的全长为1077bp，编码507个氨基酸，PI＝5.05、MaASMT6基因的全长为1077bp，编码532个氨基酸，PI＝4.93、MaASMT20基因的全长为1098bp，编码157个氨基酸，PI＝5.26，这些基因运用原核表达系统较高的表达酶的活性，可以有效的合成褪黑素和异构体，这些基因可以通过不同的路径应用到合成褪黑素和异构体的基因工程。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体设计粤桑大十N-乙酰色胺氧甲基转移酶，还涉及粤桑大十N-乙酰色胺氧甲基转移酶的应用。

背景技术

褪黑素，学名N-乙酰基-5-甲氧基-色胺，是一种吲哚胺，色氨酸的代谢产物。目前已知它广泛存在于人体、动物体及植物体内，生理作用非常广泛。由于其首先在人体的松果体内被发现，因此又被称为松果体素。随后的研究发现，其广泛存在于人体内的各个部位，含量极少，只有pg(1×10^-12g)/mL水平。目前已知的褪黑素的生理功能主要有调节生物体的昼夜节律，缓解睡眠障碍；抗氧化，褪黑素本身及其代谢产物不仅有强大的自由基清除能力，而且能够诱导生物体相关抗氧化酶活性增强，增强免疫作用，抗肿瘤，抗衰老，特别是对阿尔茨海默病有明显效果等优点。

长期以来褪黑素被认为是动物体内专有的，自从1995年在植物中检测到褪黑素之后，人们陆续在许多高等植物中也发现褪黑素存在。在动物中，褪黑素的生物合成途径已经非常清楚。在植物中褪黑素的合成途径包括3条：(1)色氨酸脱羧酶将色氨酸转化成色胺；色氨酸羟化酶将色胺转化为5-羟色胺；N-乙酰-5羟色胺转移酶将5-羟色胺转化为N-乙酰-5羟色胺；N-乙酰-5-羟色胺氧甲基转移酶或者咖啡酸氧甲基转移酶将N-乙酰-5羟色胺转化成褪黑素。(2)色氨酸脱羧酶将色氨酸转化成色胺；N-乙酰-5羟色胺转移酶将色胺转化为N-乙酰-5羟色胺；N-乙酰色胺氧甲基转移酶将N-乙酰-5羟色胺转化成褪黑素。(3)色氨酸脱羧酶将色氨酸转化成色胺；色氨酸羟化酶将色胺转化为5-羟色胺；N-乙酰-5-羟色胺氧甲基转移酶或者咖啡酸氧甲基转移酶将5-羟色胺转化成5-甲氧基-色胺；N-乙酰色胺转移酶将5-甲氧基-色胺转化成褪黑素。

因此，探寻出产N-乙酰-5羟色胺氧甲基转移酶含量高的菌种及相关基因至关重要。粤桑大十中的N-乙酰-5-羟色胺氧甲基转移酶基因未见报道，因此克隆粤桑大十N-乙酰-5-羟色胺氧甲基转移酶基因并研究其表达活性，用于合成褪黑素和异构体具有很好的应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种粤桑大十N-乙酰-5羟色胺氧甲基转移酶ASMT；本发明的目的之二在于提供粤桑大十N-乙酰-5羟色胺氧甲基转移酶ASMT基因；本发明的目的之三在于提供所述粤桑大十N-乙酰-5羟色胺氧甲基转移酶ASMT在制备N-乙酰-5-羟色胺转化为褪黑素或褪黑素异构体的催化剂中的应用；本发明的目的之四在于提供所述粤桑大十N-乙酰-5羟色胺氧甲基转移酶ASMT基因在原核生物中重建褪黑素合成途径中的应用；本发明的目的之五在于提供一种制备重组粤桑大十N-乙酰-5羟色胺氧甲基转移酶ASMT的方法；本发明的目的之六在于提供由所述的方法制得的重组粤桑大十N-乙酰-5羟色胺氧甲基转移酶ASMT；本发明的目的之七在于提供所述重组粤桑大十N-乙酰-5羟色胺氧甲基转移酶ASMT在作为N-乙酰-5-羟色胺转化为褪黑素或褪黑素异构体的催化剂中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、粤桑大十N-乙酰-5羟色胺氧甲基转移酶ASMT，其特征在于：所述粤桑大十N-乙酰-5羟色胺氧甲基转移酶ASMT包括ASMT4、ASMT6和ASMT20，所述ASMT4的氨基酸序列如SEQID NO.4所示，所述ASMT6的氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示，所述ASMT20的氨基酸序列如SEQ ID NO.12所示。