[发明专利]齐墩果酸葡糖醛酸转移酶及其编码基因和应用

说明书

本发明涉及齐墩果酸葡糖醛酸转移酶及其编码基因和应用，属于植物基因工程和生物技术领域。本发明齐墩果酸葡糖醛酸转移酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3或SEQ ID NO.4所示。核苷酸序列如SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7或SEQ ID NO.8所示。本发明齐墩果酸葡糖醛酸转移酶能够特异性地以尿苷二磷酸葡糖醛酸为糖基供体，催化齐墩果酸C‑3位的糖基化反应，从而生成齐墩果酸3‑O‑β‑葡糖醛酸。该转移酶是在齐墩果烷型皂苷合成过程中上游步骤的酶，这对于解析齐墩果烷型皂苷的合成途径，具有重要意义。

技术领域

本发明属于植物基因工程和生物技术领域，具体涉及齐墩果酸葡糖醛酸转移酶及其编码基因和应用。

背景技术

姜状三七(Panax zingiberensis C.Y.Wu et K.M.Feng)为五加科人参属多年生草本植物，分布于云南东南部、尼泊尔中部、不丹高海拔地区、缅甸东枝、掸邦等地。姜状三七根茎肉质如姜块状，属濒危种，由于过度开发，目前野生资源极其稀少。姜状三七有散瘀、定痛、止血等功效，主治跌打损伤、骨折、吐血、功能性子宫出血、外伤出血等症。

皂苷为姜状三七的主要活性成分，主要含有达玛烷型皂苷和齐墩果烷型皂苷，其中以齐墩果烷型皂苷为主，如人参皂苷R_O，竹节参皂苷IV和竹节参皂苷IVa。齐墩果烷型皂苷具有抗肿瘤、降血脂、降血糖、保肝等药理作用。齐墩果烷型皂苷是从齐墩果酸3-O-β-葡糖醛酸转化而来的，而齐墩果酸3-O-β-葡糖醛酸则是齐墩果酸经过一种未知的葡糖醛酸转移酶(OAGT)催化形成的。

尽管在其他人参属植物中也含有丰富的齐墩果烷型皂苷，并已报道了它们的转录组信息，但是没有鉴定出参与齐墩果烷型皂苷合成的糖基转移酶。因此如何克服现有技术的不足是目前植物基因工程和生物技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供齐墩果酸葡糖醛酸转移酶及其编码基因和应用，该齐墩果酸葡糖醛酸转移酶能在合成齐墩果烷型皂苷的前体中起作用，从而为鉴定齐墩果烷型皂苷的其他修饰奠定基础。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

齐墩果酸葡糖醛酸转移酶，所述齐墩果酸葡糖醛酸转移酶的氨基酸序列如SEQ IDNO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3或SEQ ID NO.4所示。

本发明同时保护编码上述述齐墩果酸葡糖醛酸转移酶的基因。

具体为：所述基因的编码序列是SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7或SEQID NO.8所示的核苷酸序列。

本发明的另一目的是提供一种含有齐墩果酸葡糖醛酸转移酶基因的重组载体，是将SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7或SEQ ID NO.8所示基因直接与不同表达载体连接所构建的重组载体。同时，本发明保护重组载体转化得到的重组基因工程菌。

本发明还涉及上述齐墩果酸葡糖醛酸转移酶在合成齐墩果烷型皂苷中的应用。

具体的应用方法是：以齐墩果酸葡糖醛酸转移酶为催化剂，以尿苷二磷酸葡糖醛酸为底物催化齐墩果酸生成齐墩果酸3-O-β-葡糖醛酸。

本发明申请人发现姜状三七是研究齐墩果烷型皂苷合成的理想材料，在本发明中，利用Illumina HiSeq^TM 2000测序平台建立了姜状三七的转录组数据库，并功能识别了在齐墩果烷型皂苷生物合成中的关键步骤，即催化齐墩果酸形成齐墩果酸3-O-β-葡糖醛酸的葡糖醛酸转移酶编码酶基因。