[发明专利]龙脑樟单萜合酶CcTPS1及其相关生物材料与应用

说明书

本发明公开了一种龙脑樟单萜合酶CcTPS1及其相关生物材料与应用。本发明首先公开了如下任一所示蛋白质：A1)由序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；A2)序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接蛋白标签得到的融合蛋白；A3)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有90％以上的同一性且功能相同的蛋白质。本发明进一步公开了上述蛋白质相关生物材料及其应用。本发明首次从龙脑樟中得到单萜类成分合成关键酶基因，并证明其蛋白CcTPS1能够催化GPP形成右旋龙脑，对于调节和生产植物单萜类化合物及培育高品质的龙脑樟树具有重要的理论及实际意义。

技术领域

本发明属于药用植物基因工程领域，具体涉及龙脑樟单萜合酶CcTPS1及其相关生物材料与应用。

背景技术

樟树(Cinnamomum camphora(L.)presl)为樟科樟属常绿乔木树种，国家II级保护植物，是一种集材用、药用、香精香料、油用、风景园林等多用途的经济植物，具有巨大的开发利用价值。樟树有至少5个化学类型，即龙脑型、樟脑型、1.8-桉叶油型、芳樟醇型、异橙花叔醇型等(Caihui C，Yongjie Z，Yongda Z，et al.Transcriptome analysis andidentification of genes related to terpenoid biosynthesis in Cinnamomumcamphora[J].BMC Genomics，2018，19(1)：550.)。其中龙脑型-龙脑樟(Cinnamomumcamphora chvar.Bomeol)富含天然冰片(天然右旋龙脑，(+)-borneol)，是提取天然冰片的理想原料。

天然冰片(右旋龙脑，(+)-borneol)是一味重要的中药，具有开窍醒神、退热止痛的作用，临床上用于治疗烧烫伤，眼疾，中风等疾病，同时具有抑菌，抗氧化，止痛消炎，退热，保护心脑血管等作用(Wang S，Zhang D，Hu J，et al.A clinical and mechanisticstudy of topical borneol-induced analgesia[J].EMBO Molecular Medicine，2017，9(6)：802-815；Tang S，Wang A，Yan X，et al.Brain-targeted intranasal delivery ofdopamine with borneol and lactoferrin co-modified nanoparticles for treatingParkinson′s disease[J].Drug Deliv，2019，26(1)：700-707；Yu B，Zhong FM，Yao Y，etal.Synergistic protection of tetramethylpyrazine phosphate and borneol onbrain microvascular endothelium cells injured by hypoxia[J].Am J TranslRes.2019，11(4)：2168-2180.)，也广泛用于烟草、日化、食品、农药等领域(Shi S，Wu Q，SuJ，et al.Composition analysis of volatile oils from flowers，leaves andbranches of Cinnamomum camphora chvar.Borneol in China[J].Journal ofEssential Oil Research，2013，25(5)：7.)。由于天然龙脑价格高，许多药厂利用合成冰片替代天然龙脑，但合成冰片是由松节油通过化学方法制备，制品中含有异龙脑，随着人们安全意识的提升，市场对天然冰片(右旋龙脑)的需求不断增加。由于樟树传统的繁殖是采用种子育苗法，但种子繁殖最大的缺陷是后代个体变异性大，母株的诸多优良性状，如龙脑樟高含龙脑的性能在后代中很难稳定延续，导致龙脑樟植株数量不稳定(陈美兰，华永丽，黄璐琦，等.龙脑樟有性繁殖后代叶油分析[J].中国中医药信息杂志，2010，17(8).37-40.)。另外，樟树植物生长缓慢，再加上这些有效成分在植物体中的含量不多，因而大大限制了它的发展。