System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种光果甘草异黄酮还原酶IFR及其编码基因和应用制造技术_技高网

一种光果甘草异黄酮还原酶IFR及其编码基因和应用制造技术

技术编号:42808964 阅读:7 留言:0更新日期:2024-09-24 20:51
本发明专利技术提供一种光果甘草异黄酮还原酶IFR及其编码基因和应用。本发明专利技术提供的光果甘草异黄酮还原酶IFR的编码基因具有如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。使用本发明专利技术的GgIFR编码的蛋白可以催化2'‑羟基大豆苷元生成7,2',4'‑三羟基异黄酮,使用本发明专利技术的GgIFR过表达转基因毛状根可以显著提高光果草定的含量,该基因参与光甘草定的合成,为光甘草定的生物合成提供了重要元件,也为未来探讨光甘草定合成的调控机制提供了基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于植物分子生物学、植物生物,具体涉及一种光果甘草异黄酮还原酶ifr及其编码基因和应用。


技术介绍

1、甘草属(glycyrrhiza l.),隶属于豆科(fabaceae)蝶形花亚科(papiliantaetaub.)。根据《中国植物志》记载,甘草属约有20种,中国有8种。《中华人民共和国药典》(2020版)收录了三种甘草,即乌拉尔甘草(g.uralensis fisch.)、胀果甘草(g.inflatabat.)和光果甘草(g.glabra l.)。甘草的主要成分为三萜皂苷类、黄酮类、香豆素类、生物碱类、多糖类和氨基酸等,三萜皂苷类(含量4%~24%)和黄酮类(含量1%~5%)是其主要活性成分。

2、光甘草定(glabridin)是从光果甘草的根茎中提取出来的异黄酮类化合物,在光果甘草总黄酮中含量较高(约占11%),是光果甘草的一种特征性化合物。光甘草定具有广泛的药理活性,包括改善代谢异常以治疗肥胖、糖尿病和心血管疾病,抑制黑色素形成,保护神经系统和增强记忆,作为雌激素替代品,抗炎,抗肿瘤,杀菌抑菌等作用。光甘草定在国际化妆品成分命名中被称为“glabridin-40”,它被广泛用于化妆品配方中,尤其在美白类化妆品中普遍存在。因此对光甘草定的研究更具实际应用价值。

3、植物中异黄酮的生物合成主要涉及苯丙氨酸裂解酶(pal)、肉桂酸-4-羟化酶(c4h)、4-香豆酰coa连接酶(4cl)、查尔酮合成酶(chs)、查尔酮异构酶(chi)、查尔酮还原酶(chr)、异黄酮合酶(ifs)等结构基因。异黄酮还原酶(isoflavone reductase,ifr)是一种依赖nadph的还原酶,是短链脱氢酶/还原酶(short-chain dehydrogenase/reductase,sdr)家族成员之一。ifr首次被发现是在紫花苜蓿(medicago sativa)中,是美迪紫檀素生物合成下游途径的关键酶。它通过还原c2与c3之间的双键将2'-羟基芒柄花素转化为(3r)-前庭内酯。大豆中的ifr可以用2'-羟基大豆苷元、2'-羟基芒柄花素以及2'-羟基染料木素作为底物进行催化,豌豆和鹰嘴豆中的ifr则分别以7,2'-二羟基-4',5'-亚甲基二氧基异黄酮和2'-羟基芒柄花素为底物进行催化。然而,光果甘草中光甘草定的生物合成途径和相关结构基因并不清晰,ifr是否参与光甘草定生物合成需要进一步研究。


技术实现思路

1、本专利技术的第一个目的在于提供一种光果甘草异黄酮还原酶ifr及其编码基因。

2、所述的光果甘草异黄酮还原酶ifr,其氨基酸序列如seq id no.2所示。

3、本专利技术还提供了编码上述光果甘草异黄酮还原酶ifr的编码基因。

4、优选,所述的光果甘草异黄酮还原酶ifr的编码基因,其核酸序列如seq id no.1所示。

5、本专利技术的第二个目的是提供上述光果甘草异黄酮还原酶ifr在合成异黄酮化合物中的应用。

6、优选,是将2’-羟基大豆苷元催化合成7,2',4'-三羟基异黄酮。

7、优选,是在光果甘草异黄酮还原酶ifr和nadph辅酶因子的催化作用下,以2’-羟基大豆苷元为底物催化合成7,2',4'-三羟基异黄酮。

8、本专利技术的第三个目的在于提供一种提高甘草毛状根中光甘草定含量的方法,其是在甘草中超表达光果甘草异黄酮还原酶ifr。

9、优选,是将光果甘草异黄酮还原酶ifr的编码基因转入植物表达载体中,再转化进入甘草中。

10、优选,所述的植物表达载体是载体psuper1300。

11、优选,是将甘草种光果甘草异黄酮还原酶ifr的编码基因转入植物表达载体中,再转入甘草毛状根中,并使其表达。

12、本专利技术提供的光果甘草异黄酮还原酶ifr的编码基因具有如seq id no.1所示的核苷酸序列。使用本专利技术的ggifr编码的蛋白可以催化2'-羟基大豆苷元生成7,2',4'-三羟基异黄酮,使用本专利技术的ggifr过表达转基因毛状根可以显著提高光果草定的含量,该基因参与光甘草定的合成,为光甘草定的生物合成提供了重要元件,也为未来探讨光甘草定合成的调控机制提供了基础。

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【技术保护点】

1.光果甘草异黄酮还原酶IFR,其特征在于,氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

2.编码权利要求1所述的光果甘草异黄酮还原酶IFR的编码基因。

3.根据权利要求2所述的编码基因,其特征在于,所述的光果甘草异黄酮还原酶IFR的编码基因,其核酸序列如SEQ ID NO.1所示。

4.权利要求1所述的光果甘草异黄酮还原酶IFR在合成异黄酮化合物中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,是将2’-羟基大豆苷元催化合成7,2',4'-三羟基异黄酮。

6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,是在光果甘草异黄酮还原酶IFR和NADPH辅酶因子的催化作用下,以2’-羟基大豆苷元为底物催化合成7,2',4'-三羟基异黄酮。

7.一种提高甘草毛状根中光甘草定含量的方法,其特征在于,是在甘草中超表达权利要求1所述的光果甘草异黄酮还原酶IFR。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,是将光果甘草异黄酮还原酶IFR的编码基因转入植物表达载体中,再转化进入甘草中。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述的植物表达载体是载体pSuper1300。

10.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,是将甘草种光果甘草异黄酮还原酶IFR的编码基因转入植物表达载体中,再转入甘草毛状根中,并使其表达。

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【技术特征摘要】

1.光果甘草异黄酮还原酶ifr,其特征在于,氨基酸序列如seq id no.2所示。

2.编码权利要求1所述的光果甘草异黄酮还原酶ifr的编码基因。

3.根据权利要求2所述的编码基因,其特征在于,所述的光果甘草异黄酮还原酶ifr的编码基因,其核酸序列如seq id no.1所示。

4.权利要求1所述的光果甘草异黄酮还原酶ifr在合成异黄酮化合物中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,是将2’-羟基大豆苷元催化合成7,2',4'-三羟基异黄酮。

6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,是在光果甘草异黄酮还原酶ifr和nadph辅...

【专利技术属性】
技术研发人员:王瑛李勇青蒋宁馨马小玲
申请(专利权)人:中国科学院华南植物园
类型:发明
国别省市:

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