[发明专利]一种茅苍术倍半萜合酶基因Alβ-FS及其的编码产物和应用

说明书

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种茅苍术倍半萜合酶基因Alβ‑FS及其的编码产物和应用，该基因的cDNA长度为1647bp，编码548个氨基酸，蛋白分子量大小为63.56KDa。本发明所提供的Alβ‑FS基因具有SEQ ID No.1所示的核苷酸序列，所述基因编码的蛋白质具有SEQ ID No.2所示的氨基酸序列。通过构建pET21a‑Alβ‑FS原核表达载体，在大肠杆菌体内验证Alβ‑FS的催化功能，结果证明Alβ‑FS酶具有催化合成β‑法尼烯的功能。茅苍术萜类合酶基因Alβ‑FS是茅苍术倍半萜生物合成途径关键酶，为明确茅苍术倍半萜成分生物合成途径的分子机制奠定基础。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种茅苍术倍半萜合酶基因Alβ-FS及其的编码产物和应用。

背景技术

茅苍术Atractylodes lance(Thunb.)DC.系菊科苍术属多年生草本植物，2020年版《中国药典》记载茅苍术的干燥根状茎做苍术入药，具有燥湿健脾、祛风散寒、明目的功效。茅苍术可用于治疗湿阻中焦、风湿痹病、眼目昏涩等，为中医常用药材之一。茅苍术在中国分布广泛，主产于江苏、安徽、湖北、河南、四川、山东等地区。江苏茅山地区为其历史道地产区，以产于茅山一带质量最优，茅苍术之名由此而来。

现代药理研究表明，茅苍术具有治疗胃溃疡、抗炎、抗病毒、保肝、降血糖等多种生物活性。茅苍术全株都具有挥发性成分，但主要积累在根状茎中，其功效与挥发油成分密切相关。茅苍术中的化学成分复杂多样，包括倍半萜类及苷类、聚乙炔烯类、三萜类、有机酸类、多糖等。其中倍半萜类主要包括茅术醇、苍术酮、β-桉叶醇、β-石竹烯、β-法尼烯等，聚乙炔烯类则主要为苍术素等。

萜类化合物是茅苍术中重要的一类次生代谢产物，倍半萜合酶(sesquiterpenesynthase,)是催化萜类化合物生物合成过程的关键酶。因此研究茅苍术萜类合酶基因的功能及其序列特征，为初步揭示茅苍术萜类合酶基因的生物学功能，为进一步探索茅苍术倍半萜的生物合成机理奠定基础。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于研究茅苍术倍半萜合酶基因在茅苍术挥发性产物合成过程中的功能，提供了一种茅苍术倍半萜合酶基因Alβ-FS及其的编码产物和应用。

为了实现上述目的，本发明公开了一种茅苍术倍半萜合酶基因Alβ-FS，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

本发明还公开了这种茅苍术倍半萜合酶基因Alβ-FS编码的产物，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。

本发明还公开了上述茅苍术倍半萜合酶基因Alβ-FS的特异性引物，包含如SEQ IDNo.3所示的上游引物，以及如SEQ ID No.4所示的下游引物。

本发明还公开了上述茅苍术倍半萜合酶基因Alβ-FS的重组表达载体，所述重组表达载体为pET-21a-Alβ-FS。

本发明还公开了上述茅苍术倍半萜合酶基因Alβ-FS在制备倍半萜类化合物中的应用，包括在细胞中转入所述茅苍术倍半萜合酶基因Alβ-FS，在宿主细胞中表达茅苍术倍半萜合酶，茅苍术倍半萜合酶促进倍半萜类化合物的合成。

所述倍半萜类化合物为β-法尼烯。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明所提供的茅苍术萜类合酶基因Alβ-FS是首次从茅苍术植物种克隆制备所得。茅苍术萜类合酶(Alβ-FS)是茅苍术倍半萜合成途径的关键调控基因，可用于调节茅苍术的β-法尼烯含量，该酶可以应用于以法尼基焦磷酸(FPP)为底物制备鲨烯的通路。利用本发明所提供的基因可以通过基因工程技术提高茅苍术药效成分β-法尼烯的含量该技术可以用于后续通过菌体系中大量产生β-法尼烯，对于满足β-法尼烯面临的巨大市场需求提供有效方法。

附图说明