[发明专利]参与甘草酸生物合成的UGT基因及其编码产物与应用

说明书

技术领域

本发明涉及甘草酸生物合成相关的糖基转移酶(UGT)基因，并利用体外酶促反应的方法对该基因编码蛋白进行功能活性分析，涉及到甘草酸生物合成途径中UGT基因及其编码产物与应用，属于药用植物基因工程领域。

背景技术

甘草酸是一种来源于甘草属(Glycyrrhiz)植物的三萜皂苷类天然产物，其具有广泛的生物活性，包括抗炎、抗过敏以及抗病毒等。目前甘草酸已被开发成注射液在临床上用于慢性乙肝和急性肝损伤的治疗。据报道，以甘草酸为主要成分制成的天晴甘美注射剂年销量可达16亿人民币。同时，由于甘草酸的甜度是蔗糖的150倍，它也作为甜味剂远销世界各地，其相关出口产品年销量可达4千万美元，市场需求量大。

植物中甘草酸的生物合成需要其生物合成途径中的相关酶进行一系列催化反应，目前，甘草酸生物合成途径中的大多数酶的基因已被成功克隆，并能利用生物技术的方法人工合成甘草次酸，但是，催化甘草酸合成的最后一步反应的UGT基因仍未能被成功克隆。因此，克隆甘草酸UGT基因将对于调节和生产甘草酸具有重要意义。

发明内容

(1)本发明要解决的问题

UGT基因是植物中重要的超家族基因，成员众多，功能多样，克隆和表征其功能往往十分困难。在本发明被公布之前，尚未有任何公开或报道过本专利申请中涉及甘草酸UGT核苷酸及其氨基酸序列。本发明的目的在于提供甘草酸UGT核苷酸及其氨基酸序列。

(2)技术方案

为获得甘草酸UGT核苷酸及其氨基酸序列，我们将克隆得到的甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)中的UGT核苷酸序列连接于表达载体并在宿主细胞中表达获得蛋白，再经过体外催化实验表征其功能，最终实现了本发明。

本发明具体如下所述。

[1]一种多核苷酸，为以下的(a)、(b)或(c)所示的多核苷酸：

(a)一种核苷酸，其核苷酸序列由SEQ ID No.1所示的第1-1485位核苷酸组成；

(b)一种多核苷酸，其包含与(a)所述核苷酸序列具有35％或更高百分比同一性的核苷酸序列，并且编码的蛋白质具有甘草酸UGT活性；或

(c)一种多核苷酸，其在严格条件下与(a)反向互补的核苷酸杂交，并且编码的蛋白质具有甘草酸UGT活性。

[2]一种蛋白质，为以下的(A)、(B)或(C)所示的蛋白质：

(A)一种蛋白质，其氨基酸序列由SEQ ID No.2所示的氨基酸组成；

(B)一种蛋白质，其氨基酸序列包含与(A)所述的氨基酸序列具有30％或更高百分比同一性的氨基酸序列，并且具有甘草酸UGT活性；或

(C)一种蛋白质，其氨基酸序列包含(A)所述的氨基酸序列中具有一个或几个氨基酸的缺失、置换、添加或插入的氨基酸序列，并且具有甘草酸UGT活性。

[3]一种重组载体，其由[1]所述的多核苷酸或编码[2]所述蛋白质的多核苷酸与已知载体重组而成。

[4]一种转化体，其通过将根据[3]所述的重组载体、[1]所述的多核苷酸或编码[2]中所述蛋白质的多核苷酸导入宿主中制备而成。

[5]在[3]所述的已知载体是已知的细胞系统载体或已知的无细胞系统载体。

[6]在[4]所述的宿主是属于棒状杆菌属(Corynebacterium)、泛菌属(Pantoea)、肠杆菌属(Enterobacter)或酵母菌属(Saccharomyces)已知的微生物。

[7]一种生产甘草酸的方法，所述方法是通过培养[4]和[6]中任一项所述的转化体来直接生产甘草酸。

[8]含有[1]所述的多核苷酸或编码[2]所述蛋白质的多核苷酸在甘草遗传育种中的应用。

(3)有益效果

在本发明被公布之前，尚未有任何公开或报道过本专利申请中涉及甘草酸UGT核苷酸及其氨基酸序列，本发明提供了甘草酸UGT的多核苷酸序列，它们编码的蛋白具有甘草酸UGT活性，并可用于调节和生产甘草酸。