[发明专利]一种元宝草二苯甲酮合酶及其编码基因

说明书

技术领域

本发明涉及一种元宝草二苯甲酮合酶及其编码基因。

背景技术

二苯甲酮是一种重要的次生代谢中间产物，其代谢终产物二苯甲酮衍生物具有很高的药用价值，主要存在于藤黄科和龙胆科植物中。例如，在山竹属植物中，二苯甲酮经过一系列代谢过程最终合成具有抗HIV活性的多异戊烯基化的二苯甲酮衍生物——guttiferone F，guttiferone F同时具有抗HIV病毒和抗菌活性。在元宝草中，二苯甲酮经过一系列反应生元宝草酮(Sampsonione)，这类产物结构复杂，具有细胞毒性，可用于抗癌新药的研制，具有很高的开发潜力。除了异戊烯基化，二苯甲酮还可以通过分子内环化形成口山酮(xanthone)，如2，3’，4，6-四羟基二苯甲酮可以在细胞色素p450的作用下，通过分子内环化形成1，3，5-三羟基口山酮或1，3，7-三羟基口山酮。在非洲植物普梭草(Psrospermum frbrifugum)中，1，3，5-三羟基口山酮是一种抗肿瘤的次生代谢产物的前体，并对耐药性的人类白血病和艾滋病引起的恶性肿瘤有抗性，这类DNA烷基化的拓扑异构酶II抑制剂具有被开发成为癌症化疗新药的先导化合物的潜力。在藤黄科植物山竹(Garcinia mangostana)中，1，3，5-三羟基口山酮作为rubraxanthone的前体被分离出来，rubraxanthone抗菌效果甚至超过了抗生素万古霉素(vancomycin)对甲氧西林抗性金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑制作用。

元宝草(Hypericum sampsonii Hance)是藤黄科金丝桃属多年生草本植物，原产中国，为我国特有种，广泛分布于我国长江流域以南各省区。民间以全草入药，具有凉血止血，清热解毒，活血调经，祛风通络的功效。近年来的研究表明，元宝草中含有丰富的多异戊烯基化的二苯甲酮衍生物——元宝草酮(Sampsonione)，目前已发现13种结构各异的元宝草酮，分别命名为元宝草酮A-M。元宝草酮是一种结构复杂的多异戊烯基化的二苯甲酮衍生物，它们是在2，4，6-三羟基二苯甲酮的基础上，通过不同的异戊烯基化和环化方式所形成的13种具有特征性的笼状四环骨架的次生代谢产物。研究表明，元宝草酮具有细胞毒性，可用于抗癌新药的研制，具有很高的开发潜力，其中元宝草酮A和元宝草酮I对P388癌细胞系的半数有效量(ED₅₀)分别为13μg/mL和6.9μg/mL。与元宝草的抑癌原理有关的研究表明，视黄素X受体α(retinoid Xreceptor-alpha，RXRα)经常在癌细胞中被发现，而在正常细胞中则未被发现，显示其与癌症的形成有一定的关系。用元宝草提取物处理NIH-H460人肺癌细胞，能够使视黄素X受体α从细胞核转移到细胞质中，与线粒体结合，并伴随着细胞色素C的释放和细胞程序化死亡，从而达到抑制癌细胞生长的目的。该研究同时表明，元宝草提取物对MGC-803人胃癌细胞和SMMC7721人肝癌细胞同样有效。

综上所述，作为藤黄科植物的特征次生代谢产物，多异戊烯基化的二苯甲酮衍生物具有重要的药理活性。但是由于这类次生代谢产物在植物中含量很低，而且结构复杂，很难进行化学合成，一旦开发出药物，这些化合物的来源问题将非常突出。因此，研究二苯甲酮衍生物的重要前体——二苯甲酮的体外合成途径，对未来发展体外合成二苯甲酮衍生物的方法具有重要的意义。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种蛋白及其编码基因。

本发明所提供的蛋白，是如下a)或b)的蛋白质：

a)由SEQ ID NO：4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

b)将SEQ ID NO：4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/或添加且具有二苯甲酮合酶活性的由a)衍生的蛋白质。

所述编码基因为如下1)或2)或3)或4)所示：

1)其核苷酸序列是SEQ ID NO：3中自5′末端起第71位-第1258位核苷酸所示DNA分子；

2)其核苷酸序列是SEQ ID NO：3所示DNA分子；

3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交且编码所述蛋白的DNA分子；

4)与1)或2)限定的DNA序列具有90％以上的同源性且编码所述蛋白的DNA分子。

扩增上述任一所述编码基因全长或其任意片段的引物对也属于本发明的保护范围。

所述引物对中的一条引物序列如SEQ ID NO：5所示，所述引物对中的另一条引物序列如SEQ ID NO：6所示。