[发明专利]一种茶树咖啡碱转运蛋白及其编码基因和应用

说明书

一种茶树咖啡碱转运蛋白CsPUP10.1及其编码基因和应用，属于生物基因工程技术领域。本发明一方面提供了茶树咖啡碱转运蛋白CsPUP10.1及其编码基因，另一方面提供了茶树咖啡碱转运蛋白编码基因的用途。本发明新发现了茶树咖啡碱转运蛋白CsPUP10.1，将该蛋白对应的基因在酵母中过表达，可以减轻咖啡碱对细胞的毒害作用，增强酵母对咖啡碱的耐受能力。

技术领域

本发明属于生物基因工程技术领域，具体涉及一种茶树咖啡碱转运蛋白CsPUP10.1及其编码基因和应用。

背景技术

咖啡碱(caffeine)，是植物中一类重要的嘌呤生物碱，也是茶树中特异的次生代谢产物之一，占总生物碱含量的95％以上。茶树中的咖啡碱主要分布于叶片，占总干重的2％-3％，是茶叶品质和风味形成的主要成分。由于咖啡碱对人体具有兴奋、利尿等功效，还被广泛应用于药物和食品的生产研发。

研究发现，嘌呤透性酶(purine permeases,PUPs)是一类对嘌呤具有高亲和性的能量依赖型质子耦合转运蛋白，参与了细胞分裂素、生物碱、维生素B6等多种嘌呤类衍生物在植物体内的转运过程。生物碱合成后的转运，一方面可以缓解其对细胞的毒害作用；另一方面还可反馈调节其合成途径，有利于生物碱在植物体内的积累。在烟草、罂粟等含有生物碱的植物中，PUPs转运生物碱的功能均已得到证实。

目前，有关茶树咖啡碱转运的基因及蛋白质未见任何报道。鉴于茶树中含有丰富的咖啡碱，其转运过程是咖啡碱累积的重要环节，因此CsPUP10.1基因的发现对于研究茶树咖啡碱代谢途径具有重要的意义，也为以后利用微生物发酵生产咖啡碱奠定基础。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种茶树咖啡碱转运蛋白CsPUP10.1及其编码基因和应用的技术方案。

所述的一种转运咖啡碱的蛋白质，其特征在于该蛋白质的氨基酸序列为：

1)SEQ ID No.2所示的氨基酸序列；或

2)SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经替换、缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基形成的具有同等功能的氨基酸序列。

所述的编码蛋白质的基因,其特征在于该基因的核苷酸序列为：

1)SEQ ID No.1所示的核苷酸；或

2)SEQ ID No.1所示的核苷酸序列经取代一个或几个核苷酸，得到编码CsPUP10.1的核苷酸序列。

所述编码基因的重组载体。

所述的编码基因在调控茶树叶片咖啡碱含量中的应用。

所述的编码基因在提高酵母咖啡碱耐受性中的应用。

所述的一种制备咖啡碱耐受性提高的转基因酵母的方法，其特征在于包括如下步骤：将编码基因导入咖啡碱转运功能缺陷型酵母突变体fcy2中，使该基因过量表达，以减轻咖啡碱对细胞的毒害作用，增强酵母对咖啡碱的耐受能力，所述的编码基因的核苷酸序列为：

1)SEQ ID No.1所示的核苷酸；或

2)SEQ ID No.1所示的核苷酸序列经取代一个或几个核苷酸，得到编码CsPUP10.1的核苷酸序列。

本发明的实验证明，本发明新发现了茶树咖啡碱转运蛋白CsPUP10.1，将该蛋白对应的基因在酵母中过表达，可以减轻咖啡碱对细胞的毒害作用，增强酵母对咖啡碱的耐受能力。

附图说明

图1为茶树CsPUP10.1的基因和氨基酸序列；

图2为茶树不同组织中CsPUP10.1基因qPCR相对定量结果；

图3为不同茶树品种叶片中咖啡碱含量；