[发明专利]龙脑樟冰片脱氢酶CcBDH3及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了一种龙脑樟冰片脱氢酶CcBDH3基因及其编码产物与应用。本发明从龙脑樟叶片中克隆得到Ccbdh3基因，该基因是首次从龙脑樟中得到的单萜类成分合成的关键酶基因。通过实验证明：本发明的CcBDH3蛋白能够催化右旋龙脑((+)‑borneol)形成右旋樟脑((+)‑camphor)，能够催化左旋龙脑((‑)‑borneol)形成左旋樟脑((‑)‑camphor)不仅对龙脑樟中的樟脑等单萜类化合物的生物合成具有重要作用，也对于调节和生产植物单萜类化合物具有重要的理论及实际意义。

技术领域

本发明涉及药用植物基因工程领域，具体涉及龙脑樟冰片脱氢酶CcBDH3基因及其编码产物与应用。

背景技术

樟树(Cinnamomum camphora(L.)presl)为樟科樟属常绿乔木树种，国家Ⅱ级保护植物，是一种集材用、药用、香精香料、油用、风景园林等多用途的经济植物，具有巨大的开发利用价值。樟树有至少5个化学类型，即龙脑型、樟脑型、1.8-桉叶油型、芳樟醇型、异橙花叔醇型等。其中樟脑型—脑樟(Cinnamomum camphora chvar.Camphor)富含樟脑化合物(camphor)。

天然樟脑是我国重要的特产之一，也是我国出口的传统商品。明代李时珍著《本草纲目》中记载：“樟脑出韶州、漳州，状似龙脑，色白如雪，樟树脂膏也。”天然樟脑用于制造赛璐珞和摄影胶片；无烟火药制造中用作稳定剂；医药方面用于制备中枢神经兴奋剂(如十滴水、人丹)和复方樟脑酊等。能防虫、防腐、除臭，具馨香气息，是衣物、书籍、标本、档案的防护珍品。天然樟脑纯度高、比旋度大，在医药等方面的特殊用途难于用合成樟脑完全代替。主要分布在我国的台湾、福建、江西、广东、广西、湖南、湖北、浙江、四川、云南和贵州等省区。另外，樟树植物生长缓慢，再加上这些有效成分在植物体中的含量不多，因而大大限制了它的发展。

樟脑(camphor)，根据旋光性不同可分为右旋樟脑((+)-camphor)，左旋樟脑((-)-camphor)，IUPAC名称1,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚烷-2-酮，是一种萜类有机化合物，室温下为白色或透明的蜡状固体。樟脑提炼自樟树干中，树龄越老的的樟树所富含樟脑比例越多。提炼方法为将树干切成小块用水蒸馏，樟脑油受热后随着水蒸汽上升，在接触到预先放置在上方的陶缸冷却后便可形成樟脑。现在世界上使用的樟脑丸多是由化学方式合成，合成樟脑的功效不及天然樟脑，且副作用大。通过探寻和阐释萜类成分在龙脑樟中的生物合成途径及其调控机制，有助于为药材品质的形成提供理论基础，同时为利用生物技术提高目标成分含量或直接生产有效成分带来广阔的应用空间。

发明内容

本发明的目的是提供龙脑樟冰片脱氢酶CcBDH3基因及其编码产物与应用。

本发明首先提供了一种蛋白质，所述蛋白质为CcBDH3，来源于龙脑樟树，命名为龙脑樟冰片脱氢酶CcBDH3，是如下a)或b)或c)的蛋白质：

a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；

b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；

c)将序列2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/或添加得到的具有相同功能的蛋白质。

上述蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

上述蛋白质中，蛋白标签(protein-tag)是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述蛋白标签可为Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。

在本发明的实施例中，所述融合蛋白为氨基酸序列是序列3所示的蛋白质。