地钱类黄酮葡萄糖醛酸糖基转移酶及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术提供地钱类黄酮葡萄糖醛酸糖基转移酶及其编码基因与应用，属于基因工程和酶工程技术领域。本发明专利技术首次从苔类植物地钱中克隆得到一个能高效催化二氢黄酮(柚皮素、橙皮素、乔松素、圣草酚)的葡萄糖基化，以及黄酮、二氢黄酮、黄酮醇的葡萄糖醛酸化的糖基转移酶。体外酶活功能鉴定证明MpUGT742A1对二氢黄酮催化活性较高，能催化生成二氢黄酮

【技术实现步骤摘要】
地钱类黄酮葡萄糖醛酸糖基转移酶及其编码基因与应用


[0001]本专利技术属于基因工程和酶工程
，具体涉及地钱类黄酮葡萄糖醛酸糖基转移酶及其编码基因与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]黄酮类化合物是自然界中重要的次级代谢产物，广泛存在于植物中，它们在植物体内主要以糖苷的形式存在。在植物中类黄酮的糖基化是由糖基转移酶(GT)催化的，它将活化的糖分子转移到受体底物上生成结构多样的糖苷产物。糖基化修饰可改善化合物的溶解性，并影响其在人体的生物利用度和生物活性。
[0004]黄酮糖苷具有多种药理活性，如抗氧化、抗炎和神经保护功能。类黄酮葡萄糖醛酸苷是一类黄酮上有一个或多个葡萄糖醛酸取代的化合物，由于其结构及在人体内代谢的特殊性，因此具有十分巨大的成药潜力。一些葡萄糖醛酸苷药用活性已被挖掘，如灯盏乙素，已被开发为治疗心脑血管疾病的临床用药。木犀草素
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3'
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葡萄糖醛酸苷可抑制膀胱癌细胞增殖。但该类化合物在植物中含量较低，提取分离过程复杂，人工获取较困难，因此鉴定类黄酮葡萄糖醛酸转移酶可用于高效简便的方法生物合成该类化合物。
[0005]目前鉴定得到的类黄酮糖基转移酶大都是以UDP
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葡萄糖为糖供体，葡萄糖醛酸糖基转移酶(UGAT)报道的较少，主要从唇形科植物中鉴定得到。苔藓植物作为从水生到陆生过渡的重要植物类群，体内富含结构多样的次级代谢产物，而目前苔藓植物中的糖基转移酶只有少数被鉴定。地钱(Marchantia polymorpha)是苔类植物的模式植物，地钱体内经鉴定也包含一些单糖或双糖的类黄酮葡萄糖醛酸苷，例如木犀草素
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7,3
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葡萄糖醛酸苷、木犀草素
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葡萄糖醛酸苷、木犀草素
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葡萄糖醛酸苷和芹菜素
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葡萄糖醛酸苷。但专利技术人发现，地钱中催化类黄酮葡萄糖醛酸苷生成的糖基转移酶(GTs)的研究尚未有报道。

技术实现思路

[0006]基于上述现有技术的不足，本专利技术提供地钱类黄酮葡萄糖醛酸糖基转移酶及其编码基因与应用。本专利技术得到的来自于苔类植物地钱的葡萄糖醛酸糖基转移酶，经研究发现，该酶能够催化黄酮、二氢黄酮、黄酮醇的葡萄糖醛酸化，生成多种单糖苷及双糖苷产物，其中还包括灯盏乙素等一些药用化合物，此外，其还能催化二氢黄酮(柚皮素、橙皮素、乔松素)的葡萄糖基化，因此具有较高的实际应用价值和经济价值。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用技术方案如下：
[0008]本专利技术的第一个方面，提供一种名为MpUGT742A1的蛋白质，所述名为MpUGT742A1的蛋白质来源于地钱(Marchantia polymorpha)。经试验验证，其能够高效催化黄酮、二氢
黄酮、黄酮醇的葡萄糖醛酸化，生成多种单糖苷及双糖苷产物，其中还包括灯盏乙素等一些药用化合物，此外，它还能催化二氢黄酮(柚皮素、橙皮素、乔松素)的葡萄糖基化。
[0009]其中，所述MpUGT742A1具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列。
[0010]SEQ ID NO.1由513个氨基酸残基组成。
[0011]本专利技术的第二个方面，提供一种编码所述MpUGT742A1的基因。
[0012]其中，所述基因具有如(a1)或(a2)中任一所述的核苷酸序列：
[0013](a1)SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列；
[0014](a2)与(a1)互补的核苷酸序列。
[0015]SEQ ID NO.2由1542个核苷酸组成，其中第1
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1539为编码序列，第1530
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1542位核苷酸转录为终止密码子终止肽链合成。
[0016]本专利技术的第三个方面，含有上述编码基因的重组表达载体、含有上述编码基因的重组细胞或转化体亦在本专利技术的保护范围之内。
[0017]所述重组表达载体通过上述基因有效地连接到表达载体上获得，所述表达载体可以为质粒；所述质粒进一步包括pET32a和pGWB5；
[0018]所述重组细胞可以是细菌细胞、真菌细胞或植物细胞中的任意一种或多种；
[0019]所述细菌细胞包括大肠杆菌(如BL21(DE3))、根癌农杆菌(如GV3101)、发根农杆菌等。
[0020]所述植物细胞包括烟草表皮细胞。
[0021]本专利技术的第四个方面，所述蛋白质MpUGT742A1作为糖基转移酶的应用也应在本专利技术的保护范围之内。
[0022]本专利技术的第五个方面，所述编码基因、重组表达载体、转化细胞或转基因植物在制备MpUGT742A1中的应用。
[0023]本专利技术的第六个方面，提供所述蛋白质MpUGT742A1具有如下(b1)
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(b2)中的应用：
[0024](b1)催化黄酮及类黄酮类化合物的葡萄糖醛酸糖苷化或葡萄糖苷化；
[0025](b2)制备糖苷类或糖醛酸苷类化合物；
[0026]所述(b1)中，所述黄酮及类黄酮类化合物包括但不限于黄酮类化合物、黄酮醇类化合物及二氢黄酮类化合物；
[0027]其中，所述黄酮类化合物包括但不限于芹菜素、木犀草素、黄芩素和野黄芩素；
[0028]所述黄酮醇类化合物包括但不限于槲皮素、山奈酚和异鼠李素；
[0029]所述二氢黄酮类化合物包括但不限于柚皮素、橙皮素、圣草酚、甘草素和乔松素。
[0030]更具体的，蛋白质MpUGT742A1能够催化二氢黄酮类化合物的葡萄糖苷化和黄酮类、二氢黄酮类和黄酮醇类化合物的葡萄糖醛酸糖苷化；
[0031]本专利技术通过试验验证，MpUGT742A1对柚皮素、橙皮素、乔松素都有较高的催化活性，并催化二氢黄酮
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葡萄糖苷的生成。实际上，其对多种结构类型的类黄酮底物(黄酮、二氢黄酮、黄酮醇)均具有高催化活性，并催化生成多种单糖苷和双糖苷产物。
[0032]所述(b2)中，所述糖苷类化合物包括二氢黄酮葡萄糖苷类化合物；
[0033]所述糖醛酸苷类化合物包括黄酮葡萄糖醛酸苷类、二氢黄酮葡萄糖醛酸苷类和黄酮醇葡萄糖醛酸苷类化合物；
[0034]上述一个或多个技术方案的有益效果：
[0035]上述技术方案提供的来自于地钱的MpUGT742A1是在苔类植物中首次发现的葡萄糖醛酸糖基转移酶，能够催化黄酮类、二氢黄酮类、黄酮醇类化合物的葡萄糖醛酸化生成多种单糖苷及双糖苷；其也能催化二氢黄酮类化合物葡萄糖基化。利用PCR技术从cDNA获得了基因的全长序列。通过构建pET本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蛋白质MpUGT742A1，其特征在于，所述蛋白质MpUGT742A1具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列。2.编码权利要求1所述MpUGT742A1的基因。3.如权利要求2所述基因，其特征在于，所述基因具有如(a1)或(a2)中任一所述核苷酸序列：(a1)SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列；(a2)与(a1)互补的核苷酸序列。4.含有权利要求2或3所述基因的重组表达载体、重组细胞或转化体。5.如权利要求4所述的重组表达载体、重组细胞或转化体，其特征在于，所述重组表达载体通过通过权利要求2或3所述编码基因有效地连接到表达载体上获得；所述重组细胞包括细菌细胞、真菌细胞或植物细胞中的任意一种或多种；所述细菌细胞包括大肠杆菌(包括BL21(DE3))、根癌农杆菌(包括GV3101)和发根农杆菌；所述植物细胞包括烟草表皮细胞。6.权利要求1所述蛋白质MpUGT742A1作为糖基转移酶的应用。7.权利要求2或3所述基因、权利要求4或5所述重组表达载体、转化细胞和/或转基因植物在制备蛋白...

【专利技术属性】
技术研发人员：程爱霞，熊睿琳，朱婷婷，杜妮鸿，娄红祥，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：