[发明专利]催化UDP-鼠李糖生物合成的基因CsRHMb及其编码蛋白和应用

说明书

本发明提供一种高效催化UDP‑鼠李糖生物合成的基因CsRHMb、其编码蛋白及工程菌，该基因是从茶叶鲜叶中分离并克隆获得的，其编码蛋白在以UDP‑葡萄糖为底物，且在NADPH存在的反应体系中，该蛋白或由工程菌表达的重组蛋白能将UDP‑葡萄糖高效转化生成UDP‑鼠李糖。本发明提供了一种高效安全的UDP‑鼠李糖生物合成技术，利用生物工程方法优化了酶的最适反应条件，为实现UDP‑鼠李糖的商品化生产提供了基础。

技术领域

本发明涉及分子生物学及代谢工程学领域，具体地说，涉及一种高效催化UDP-鼠李糖生物合成的基因CsRHMb及其编码蛋白和应用。

背景技术

茶叶作为一种无酒精饮料广泛被世界各国人民接受和青睐。在茶树中，多酚化合物主要以糖苷化形式存在于茶鲜叶中。而黄酮糖苷是茶树中主要的次生代谢产物，多酚化合物与茶叶品质及人体保健密切相关。其中，黄酮醇及它们的衍生化产物如黄酮醇糖苷是决定茶叶品质和质量的重要组成成分。UDP-鼠李糖作为鼠李糖活化分子的一种重要的化合物，它不仅参与到植物细胞壁合成途径中，而且作为黄酮醇糖苷合成前体物质。例如，芦丁作为一种重要的黄酮醇糖苷，它的含量高低决定了茶汤滋味的好坏。UDP-鼠李糖作为芦丁生物合成所必须的前体物质。UDP-鼠李糖不仅可作为黄酮糖苷生物合成的前体物质，更是多种药用化合物合成必须物质。它在植物细胞壁的形成，化合物合成途径中，科学研究等领域，都有着不可替代的作用。UDP-鼠李糖在植物体内的含量极低，其纯化难度大，效率低等限制该化合物的获得。利用现代化学合成手段也存在诸多问题，例如，合成成本高，过程繁琐，并伴随着污染环境的化学物质产生。因此，采用传统方法很难纯化合成出UDP-鼠李糖。迄今为止，市场上还没有得到商品化的UDP-鼠李糖。而采用生物合成的方式，可以有效避免各种限制因素对UDP-鼠李糖合成的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效催化UDP-鼠李糖生物合成的基因CsRHMb及其编码蛋白和应用。

为了实现本发明目的，本发明从茶叶鲜叶中分离并克隆获得一种高效催化UDP-鼠李糖生物合成的基因CsRHMb，基因CsRHMb为：

i)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列；或

ii)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；或

iii)在严格条件下与SEQ ID NO：1所示序列杂交且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列，所述严格条件为在含0.1％SDS的0.1×SSPE或含0.1％SDS的0.1×SSC溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；或

iv)与i)、ii)或iii)的核苷酸序列具有90％以上同源性且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列。

本发明还提供由基因CsRHMb编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。基因CsRHMb编码的蛋白在以UDP-葡萄糖为底物，且在NADPH存在的反应体系中，该蛋白或重组蛋白能将UDP-葡萄糖高效转化生成UDP-鼠李糖。

本发明还提供含有所述基因CsRHMb的表达盒。

本发明还提供含有所述基因CsRHMb或所述表达盒的载体。优选地，出发载体为pMAL-c2X。

本发明还提供含有所述基因CsRHMb、所述表达盒或所述载体的工程菌、转基因细胞系。

在本发明的一个具体实施方式中，将所述基因CsRHMb插入pMAL-c2X载体的多克隆位点中构建得到重组载体pMAL-c2X-CsRHMb，然后将重组载体转化至大肠杆菌Novablue(DE3)中得到携带有基因CsRHMb的重组工程菌。

本发明还提供由所述基因CsRHMb编码的蛋白，或者携带有所述基因CsRHMb的重组工程菌在催化UDP-葡萄糖合成UDP-鼠李糖中的应用。