[发明专利]一种海带GDP岩藻糖合成酶、及其编码基因和用途

说明书

本发明涉及一种海带GDP岩藻糖合成酶及其编码基因、用途；属于生物领域。所述海带GDP岩藻糖合成酶的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示。其编码基因如SEQ ID NO：2所示。本发明进一步地还提供所述基因及其编码蛋白在合成岩藻多糖中的应用。

技术领域

本发明涉及一种海带GDP岩藻糖合成酶及其编码基因、用途；属于生物领域。

背景技术

海带是全世界主要栽培的海洋植物(藻类)种类。作为一种海洋蔬菜，海带具有很高的营养价值，同时，褐藻胶、岩藻多糖(褐藻糖胶)等主要经济成分，可以作为原材料广泛应用于各行各业。褐藻胶的用途广泛，主要应用在食品工业、医药卫生、纺织工业、科学研究等方面。岩藻多糖不仅可以作为金属离子的结合剂和阻吸剂，同时还具有如抗HIV病毒、抗凝血、抗血栓、抗肿瘤等生理功能和功效，是一种重要的药用物质。

克隆产物合成相关基因并验证其功能，揭示基因与产物之间的关系，辅助开展品种改良已成为国际农业育种领域提高经济成分含量的有效途径之一；同时，利用基因工程技术生产活性物质与经济产物已成为现代生物技术产业发展的核心内容。

岩藻多糖(岩藻多糖硫酸酯，fucoidan或fucan sulfate，FS)是一种主要存在于褐藻细胞壁和一些海洋无脊椎动物中的多糖，由L-岩藻糖和硫酸基团组成，此外还有D-木糖、D-半乳糖或者糖醛酸。

岩藻多糖的生物来源仅为褐藻纲藻类、海洋无脊椎动物及微生物，如真海带(Saccharina japonica)、马尾藻属(Sargassum)、棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii)、海洋假单胞细菌(Pseudomonas sp.)、铜绿假单胞细菌(Pseudomonas aeruginosa)、Halomonas marina等。海带等褐藻是褐藻胶和岩藻多糖天然来源，其大生物量和高含量的特点使其一直以来就是岩藻多糖提取的主要原料。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种海带GDP岩藻糖合成酶，命名为SjaGFS；其氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示。

在本发明中，所述海带GDP岩藻糖合成酶可以将GDP-4-酮-6-脱氧甘露糖催化为GDP-4-酮-6-脱氧半乳糖，进一步地海带GDP岩藻糖合成酶将GDP-4-酮-6-脱氧半乳糖催化为GDP-岩藻糖。其是海带中由GDP-甘露糖转化为GDP-岩藻糖的关键步骤。

本发明的目的之二在于提供一种编码海带GDP岩藻糖合成酶的基因，所述基因是从海带(Saccharina japonica)中分离出来的，其序列如SEQ ID NO：2所示。

本发明目的之三是所述基因及其编码蛋白在合成岩藻多糖中的应用。

本发明目的之四是所述基因及其编码蛋白在改良经济成分性状中的应用。

本发明通过基因克隆的方法，从海带中克隆到了一个海带GDP岩藻糖合成酶的编码基因，并通过实验证明了其编码的蛋白具有显著的将GDP-4-酮-6-脱氧甘露糖催化为GDP-4-酮-6-脱氧半乳糖的活性，是岩藻多糖的关键基因。克隆和分析海带GDP岩藻糖合成酶的编码基因会为岩藻多糖基因工程和分子育种提供了基因资源。本发明首次从海带(Saccharina japonica)中分离到海带GDP岩藻糖合成酶的编码基因，并通过真核表达载体对重组蛋白进行酶活性检测，证实了其活性功能，具有岩藻多糖基因工程和分子育种的应用价值。

附图说明

图1为以GDP-甘露糖作为前体的岩藻多糖合成通路示意图。

图2为编码海带GDP岩藻糖合成酶基因转化大肠杆菌表达产物的Western-Blot检测图。

图3为本发明制备的编码海带GDP岩藻糖合成酶SjaGFS的酶活检测质谱图。

具体实施方式