[发明专利]菘蓝咖啡酸-O-甲基转移酶蛋白及其编码基因和应用

说明书

本发明涉及生物工程领域和医药领域，公开了菘蓝咖啡酸‑O‑甲基转移酶COMT蛋白及其编码基因，菘蓝咖啡酸‑O‑甲基转移酶能够催化咖啡酸及衍生物的甲基化反应，尤其是酚羟基的甲基化。因此，本发明可通过基因工程技术，提高菘蓝中抗病毒活性成分落叶松脂素生物合成效率，而且还可以应用于阿魏酸、芥子酸、鼠李素、异鼠李素、金圣草黄素、为于中药材活性成分的大规模生产提供了条件，具有广泛的应用前景和市场价值。

技术领域

本发明涉及生物工程领域和医药领域，具体公开了菘蓝咖啡酸-O-甲基转移酶COMT蛋白及其编码基因和应用。

背景技术

菘蓝(Isatis indigotica Fort.)是十字花科菘蓝属植物，其根入药为板蓝根，叶入药为大青叶，具有清热解毒、凉血消斑、利咽止痛的功效。板蓝根和大青叶在临床上多用于流行性感冒、流行性乙型脑炎、流行性腮腺炎、急慢性肝炎、带状疱疹，骨髓炎等症。

板蓝根药理作用广泛，包括抗病原微生物、抗菌、抗病毒、抗内毒素、抗炎等。本课题组前期通过多倍体育种，筛选获得了高产高抗且抗病毒活性高的四倍体菘蓝优良品系。化学成分研究显示，以落叶松脂素为代表的木脂素类成分是菘蓝发挥抗病毒功效的重要物质基础。

植物中木脂素的生物合成途径已经初步探明，是经过苯丙氨酸途径由苯丙氨酸脱氨形成肉桂酸起始，经一系列羟基化、甲基化与还原反应，其中首先生成木脂素单体松柏醇，松柏醇进而通过聚合和还原生成落叶松脂素。可见，松柏醇是落叶松脂素形成的重要前体化合物，其合成需要多种酶的参与，如苯丙氨酸氨裂解酶(PAL)，肉桂酸-4-羟化酶(C4H)，香豆酸-3-羟化酶(C3H)、4-香豆酰辅酶A 连接酶(4CL)、咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶(CCoAOMT)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、咖啡酸-O-甲基转移酶(COMT)等。其中，咖啡酸-O-甲基转移酶(caffeic acid O-methyltransferase,COMT)能催化咖啡醇直接生成松柏醇，松柏醇正是菘蓝中抗病毒活性成分落叶松脂素生物合成的重要前体。因此，咖啡酸-O-甲基转移酶是木脂素类化合物生物合成的关键酶之一，主要是以腺苷蛋氨酸(SAM)为甲基供体，可催化多种底物的甲基化，属于不需要Mg²⁺的Ⅱ型氧甲基转移酶，COMT 蛋白平均相对分子质量在40kDa左右，主要定位于细胞骨架和细胞质中。

本发明旨在从菘蓝中获得COMT基因及表达的蛋白，为通过基因工程技术提高菘蓝中木脂素类活性物质提供条件。

发明内容

本发明旨在提供一种菘蓝咖啡酸-O-甲基转移酶蛋白及其编码基因。

本发明还提供了上述蛋白和基因的应用。

本发明技术方案如下：

菘蓝咖啡酸-O-甲基转移酶，其氨基酸序列含有SEQ ID No.1-4序列中的任一种。优选的，其氨基酸序列为SEQ ID No.1-4序列中的任一种。

具体的，菘蓝咖啡酸-O-甲基转移酶IiCOMT1，其氨基酸序列含有SEQ ID No.1序列；优选的，其氨基酸序列如SEQ ID No.1；

菘蓝咖啡酸-O-甲基转移酶IiCOMT2，其氨基酸序列含有SEQ ID 2序列；优选的，其氨基酸序列如SEQ ID No.2；

菘蓝咖啡酸-O-甲基转移酶IiCOMT3，其氨基酸序列含有SEQ ID No.3序列；优选的，其氨基酸序列如SEQ ID No.3；

菘蓝咖啡酸-O-甲基转移酶IiCOMT4，其氨基酸序列含有SEQ ID No.4序列；优选的，其氨基酸序列如SEQ ID No.4。

菘蓝咖啡酸-O-甲基转移酶基因，能够编码上述菘蓝咖啡酸-O-甲基转移酶。