[发明专利]梅片树单萜合酶CbTPS1及其相关生物材料与应用

说明书

本发明公开了一种梅片树单萜合酶CbTPS1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。本发明首次从梅片树中得到单萜类成分合成关键酶基因，并证明其蛋白CbTPS1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梅片树具有重要的理论及实际意义。

技术领域

本发明涉及药用植物基因工程领域，具体涉及一种梅片树单萜合酶CbTPS1及其相关生物材料与应用。

背景技术

梅片树(physiolgical type of Cinnamomum burmannii)是樟科樟属常绿乔木，富含右旋龙脑((+)-borneol)，是珍稀药材，也是一种高级香料、日化美妆用品原料、化工用品，被广泛应用于医疗、美容、香料等多个行业。中国科学院华南植物园在广东境内发现的一种具有生产利用价值的天然右旋龙脑新资源，填补了我国生产天然右旋龙脑的空白。

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，也广泛用于烟草、日化、食品、农药等领域。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。梅片树植物生长缓慢，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。

天然冰片(右旋龙脑,(+)-borneol)是双环单萜化合物，属于萜类成分。同时萜类成分为梅片树的主要活性成分，包括右旋龙脑((+)-borneol)、樟脑(camphor)和芳樟醇(linalool)等。通过胞浆的甲羟戊酸途径(mevalonic acid(MVA)pathway)和质体的2-methyl-D-erythritol-4-phosphate(MEP)途径生成萜类的通用底物异戊烯焦磷酸(Isopentenyl pyrophosphate，IPP)及其异构体Dimethylallyl pyrophosphate(DMAPP)。再由此生成单萜(monoterpenes)、倍半萜(sesquiterpenes)、二萜(diterpenes)、三萜(triterpenes)的底物香叶基焦磷酸(Geranyl diphosphate，GPP)、法尼基焦磷酸(Farnesyl diphosphate，FPP)和牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(Geranylgeranyldiphosphate，GGPP)。单萜合酶(monoterpene synthase)，又称单萜环化酶(monoterpenecyclase)能够催化GPP形成各种单萜骨架，被认为是合成萜类次生代谢终产物的关键酶。

目前，尚未发现从梅片树可以得到具有单萜类化合物合成能力的关键酶基因的相关研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为得到新的参与单萜化合物合成的梅片树单萜合酶，以合成或制备右旋龙脑。

为解决上述问题，本发明首先提供了一种蛋白质，所述蛋白质为CbTPS1，来源于梅片树(physiolgical type of Cinnamomum burmannii)，命名为梅片树单萜合酶CbTPS1，是如下a)或b)或c)的蛋白质：

a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；

b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；

c)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/或添加得到的具有相同功能的蛋白质。