[发明专利]白木香来源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了白木香来源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4及其编码基因和应用。本发明从白木香中分离得到Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4，其氨基酸序列为SEQ ID NO.6所示，其编码基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.5所示。经过原核表达后所得到的重组Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4具有多种催化活性，能应用于催化合成苄基丙酮类、吡喃酮类或喹诺酮类化合物以及这些化合物中间体的天然产物的生产等方面，也可应用于指导含有相关物质的药用植物的分子育种。

技术领域

本发明涉及Ⅲ型聚酮合酶及其编码基因，尤其涉及白木香(Aquilaria sinensis)来源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4及其编码基因，本发明进一步涉及它们在催化苄基丙酮类、4-羟基-6-苯乙基吡喃-2-酮或者喹诺酮类化合物合成中的应用，属于Ⅲ型聚酮合酶及其应用领域。

背景技术

植物中的聚酮化合物是一类由Ⅲ型聚酮合酶催化生成的大环结构的次生代谢产物，如查尔酮、姜黄素、苯甲酮、吡喃酮、吖啶酮等化合物。聚酮化合物使植物在外界胁迫的环境下具有抗氧化、抗诱变、抗病害等能力，同时这类化合物也具有抗菌、抗炎、抗癌和免疫抑制等药理活性。聚酮化合物的开发潜力和药用价值使得Ⅲ型聚酮合酶的研究具有重要意义。

目前已鉴定了超过20种功能不同的植物Ⅲ型聚酮合酶。体外催化研究表明，部分植物Ⅲ型聚酮合酶可以接受多种起始底物或延伸单位，从而具有功能混杂性。

迄今为止，未见有从瑞香科植物白木香分离得到能够催化4-羟基-6-苯乙基吡喃-2-酮及喹诺酮类化合物合成的Ⅲ型聚酮合酶。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种白木香(Aquilaria sinensis)来源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4及其编码基因；

本发明的目的之二将所述白木香来源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4应用于催化苄基丙酮类、4-羟基-6-苯乙基吡喃-2-酮或喹诺酮类等化合物的合成。

为实现上述目的，本发明所采取的主要技术方案包括：

本发明的一方面公开了一种白木香(Aquilaria sinensis)来源Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4，其氨基酸序列为SEQ ID No.6所示。

本发明另一方面公开了白木香(Aquilaria sinensis)来源Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4的编码基因，其核苷酸序列为SEQ ID No.5所示。

本发明再一方面提供了将白木香来源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4应用于催化苄基丙酮类、4-羟基-6-苯乙基吡喃-2-酮或喹诺酮类等化合物的合成。

作为本发明的白木香来源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4应用的具体实施方案，包括：(1)催化催化对香豆酰辅酶A与丙二酰辅酶A缩合产生对羟基亚苄基丙酮；(2)催化阿魏酰辅酶A与丙二酰辅酶A缩合生成3-甲氧基-4-羟基亚苄基丙酮；(3)催化苯丙酰辅酶A与丙二酰辅酶A缩合生成4-羟基-6-苯乙基吡喃-2-酮；(4)催化2-(甲氨基)苯甲酰辅酶A与丙二酰辅酶A缩合生成4-羟基-1-甲基-2-喹酮；(5)催化2-(甲氨基)苯甲酰辅酶A与3-氧代-5-苯基戊酸生成1-甲基-2-苯乙基喹啉-4(1H)-酮。

本领域技术人员可以采用本领域的常规技术手段，将白木香来源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4的编码基因通过常规的原核表达或真核表达的方法获得重组Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4，采用该重组Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4可通过体外催化的方法，催化苄基丙酮类、4-羟基-6-苯乙基吡喃-2-酮或喹诺酮类化合物的合成。

本发明还公开了含有所述Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4编码基因的重组表达载体；优选的，所述重组表达载体可以为重组原核表达载体和重组真核表达载体。