[发明专利]丹参1－脱氧木酮糖－5－磷酸合成酶基因1及其编码的蛋白质和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体说，是涉及在丹参中表达的1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因1及其编码的蛋白质和应用。

背景技术

丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)是我国的一种传统中药材。现代药理研究表明，丹参对心血管系统和血液系统的作用十分显著。以丹参为主的多种复方制剂如复方丹参注射液、复方丹参片、复方丹参胶囊和复方丹参滴丸(1997年向美国FDA以治疗药身份申报的品种)等已被广泛用于临床治疗心血管疾病、肾病、肝病及抗感染等。但是，由于丹参生长周期较长(2年以上)，在传统的栽培模式下，面临着品质严重退化、生产成本相对过高等诸多弊端；离体条件下产生的丹参组培苗，其药用活性成分的含量还远达不到商业化开发利用的要求。所以，利用现代基因工程手段将丹参药用活性成分生物合成途径中的关键酶基因导入到丹参中，获得转基因的发根、细胞系或再生植株，并进行大规模的培养，是提高丹参中丹参酮的含量和解决丹参药源问题的最佳途径之一。

丹参酮类化合物(如丹参酮I、丹参酮II A及隐丹参酮等)属于二萜化合物，最新研究表明二萜化合物主要是通过1-去氧木糖-5-磷酸(DXP)途径都来提供关键前体物质。1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(Deoxyoxylulose-5-phosphate synthase，DXS)是DXP途径中的第一步催化酶，也是第一个关键性的限速酶，能以丙酮酸和3-磷酸甘油醛为前体，在焦磷酸硫胺素存在的情况下，催化生成关键前体5-磷酸脱氧木酮糖(1-deoxy-D-xylulose5-phosphate)(DXP)，DXP在再经过一系列催化步骤衍变生成丹参酮类化合物。从而为丹参酮的合成提供前体。因此，DXS是丹参酮类化合物代谢工程的首要调控靶点。提高1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶1的活性或者含量，可以直接提高丹参中丹参酮的含量。

在对现有文献的分析中，“The Plant Journal(植物杂志)2000，22：503-513”报道了从番茄中分离克隆出1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因，但至今尚未有从我国特有的药用植物丹参中分离克隆出1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因1的文献报道。由于这个基因编码的酶对于丹参丹参酮的合成具有重要影响，因此，这一步是利用基因工程技术来提高丹参丹参酮合成的重要切入点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种丹参1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因1。

本发明的第二个目的是提供该基因编码的蛋白质。

本发明的目的还在于提供含有该基因的重组载体和宿主细胞。

本发明的另一个目的在于提供该基因的用途。

本发明所提供的丹参1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因1(SmDXS1)，由SEQ IDNo.1所示的核苷酸序列的第294-2438位构成。

丹参1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因1编码的蛋白质(SmDXS1)，由SEQ ID No.2所示的氨基酸序列构成。

含有上述丹参1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因1完整编码阅读框序列的重组载体，均属于本发明的保护范围。这些重组载体包括质粒和植物表达载体。

含有上述丹参1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因1完整编码阅读框序列的宿主细胞，如含有上述重组载体的宿主细胞也属于本发明的保护范围。

宿主细胞选自大肠杆菌细胞、农杆菌细胞、酵母细胞、烟草细胞、丹参细胞或丹参发根细胞。

所述宿主细胞为大肠杆菌细胞、农杆菌细胞、酵母细胞、烟草细胞、丹参细胞或丹参发根细胞。

优选的宿主细胞为大肠杆菌细胞或农杆菌细胞或丹参发根细胞。

上述丹参1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因1的应用，包括用所述重组载体，包括用所述的重组载体，如植物表达载体转化丹参细胞；或者用所述含有该基因的农杆菌与丹参细胞共培养，得到转基因的丹参发根系；或者用所述的丹参发根细胞再生丹参植株；或者用所述的丹参1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶基因1遗传转化获得转基因丹参植株。

本发明技术方案中涉及的概念具体内容如下：