[发明专利]一种岩白菜氧甲基转移酶BpOMT1基因及在制备4-甲氧基没食子酸中的应用

说明书

本发明公开一种岩白菜氧甲基转移酶BpOMT1基因及在制备4‑甲氧基没食子酸中的应用。所述岩白菜氧甲基转移酶BpOMT1基因的序列如SEQ ID NO：1所示。以没食子酸和S‑腺苷‑甲硫氨酸为原料，在岩白菜氧甲基转移酶BpOMT1的催化下，生成4‑甲氧基没食子酸，对于岩白菜素生物合成调控研究具有重要意义。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种岩白菜氧甲基转移酶BpOMT1基因及在制备4-甲氧基没食子酸上的应用。

背景技术

岩白菜(Bergenia purpurascens)为虎耳草科岩白菜属(Bergenia)植物。该属植物亚洲共有10种，除3种产于东亚、南亚北部和中亚东南部外，主要分布于中国陕西(秦岭)、新疆、四川、云南及西藏等地区。岩白菜属植物全株含岩白菜素，特别是从岩白菜根状茎中提取的岩白菜素含量高达8.2％。岩白菜素具有镇咳、抗炎、抗焦虑、抗氧化、抗疟疾、抗癌、治疗糖尿病、抗肝毒性、免疫调节和神经保护等多种功效(Shihao Xiang,.BergeninExerts Hepatoprotective Effects by Inhibiting the Release of InflammatoryFactors,Apoptosis and Autophagy via the PPAR-γPathway.Drug Des DevelTher.2020；14:129-143.)。国内外学者还发现其与吗啡类抑制中枢止咳药不同，岩白菜素对咳嗽中枢具有选择性抑制作用，对其他神经中枢无抑制作用，且毒副作用小、不良反应少、连续使用不产生耐药性等特点(王进，岩白菜素的人体与动物药代动力学及对IGABA的作用研究.山东大学,2010.)。

岩白菜素属异香豆素类化合物，岩白菜素生物合成前体为2-葡萄糖-4-甲氧基没食子酸经由分子内脱水后重排(rearrangement after intramolecular dehydration)或在未知脱水酶(dehydratase)的作用下闭环生成(Gan B.Bajracharya.Diversity,pharmacology and synthesis of bergenin and its derivatives:potentialmaterials for therapeutic usages.Fitoterapia.2015；101:133-52.；)；2-葡萄糖-4-甲氧基没食子酸由4-甲氧基没食子酸在碳糖基转移酶(CGT,C-glucosyltransferase)的催化下以尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-glucose)为糖基供体在2位连接葡萄糖生成；4-甲氧基没食子酸(4-O-Methylgallic acid，4-O-ME-GA)来源于没食子酸(Gallic acid，GA)，由没食子酸氧位甲基转移酶(OMT,O-methyltransferase)以S-腺苷-甲硫氨酸(SAM,S-adenosyL-methionine)为甲基供体催化生成，因此，生物合成4-甲氧基没食子酸对于岩白菜素生物合成调控研究具有重要意义。

近年来，由于人类无序采挖等原因，岩白菜类药材野生资源正在日益减少。开展岩白菜素生物合成途径研究，可为岩白菜人工栽培措施以及提高药效成分含量提供基础，缓解野生资源压力。同时，岩白菜素提取原材料的种植周期长，并且对种植地块和种植技术要求较高。因此，如何高效地获得这些有用的次生代谢物，一直都是科研究人员思考和研究的问题。对于高附加值的天然产物，采用现代生物技术建立同源或异源表达系统高效生产药用活性成分，已被广泛认为是解决今后药用资源短缺的重要技术手段。但是，要搞清这些活性成分的生物合成途径，必需鉴定这些途径中相关的关键基因，发掘这些催化酶基因成为研究植物代谢产物生物合成途径的关键环节。当前，没食子酸在C-4位羟基发生甲基化反应催化形成4-甲氧基没食子酸的合成路径并不清晰，负责甲基化的氧甲基转移酶的功能尚未得到验证，影响了岩白菜素生物合成工作的推进。

发明内容

为了解决如何获得大量高纯度4-甲氧基没食子酸生物合成技术问题，本发明提供了一种岩白菜氧甲基转移酶BpOMT1基因，可作为4-甲氧基没食子酸的生物合成调控基因以及应用于制备4-甲氧基没食子酸。