[发明专利]邳半夏鲨烯合酶基因及其编码的蛋白质与应用

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学、基因工程技术领域。具体地，本发明涉及一种在邳半夏中表达的PtSQS蛋白（邳半夏鲨烯合酶蛋白，Pinellia Ternata (Thunb.) Breit.squalene synthetase, PtSQS）及其核酸序列，是邳半夏鲨烯合酶基因及其编码的蛋白质和应用。

背景技术

邳半夏（Pinellia Ternata (Thunb.) Breit.）别名三叶半夏,三步跳,老鸹眼等.为天南星科，多年生草本植物，野生于山坡、溪边阴湿的草丛中或林下，叶子有长柄，初夏开黄绿色花。地下有白色小块茎，可入药。主治痰饮呕吐、湿痰咳嗽、消痞散结、眩晕、气逆等症。邳半夏中成分复杂，含有挥发性物质，三萜类化合物、及生物碱等多种活性物质，其中三萜类化合物抗肿瘤等活性已引起人们广泛关注。已有文献报道邳半夏中含有多种三萜类组分，并且这些组分都具有抗肿瘤活性。近代科学研究发现，药用植物中萜类，生物碱等次生代谢产物大部分是天然活性物质，是解决目前世界面临的西药毒副作用大，癌症、艾滋病等疑难疾病无法医治等难题的一条新途径。

然而作为次生代谢产物，其绝对含量又是很低的，这也成为次生代谢产物研究开发的最大障碍。近年来植物基因工程技术的飞速发展和广泛应用，为利用现代生物技术提高次生代谢产物或其前体的含量开辟了一条崭新的途径。利用现代生物技术将次生代谢产物生物合成途径中的关键酶基因（或转录因子）导入相应的宿主中，获得转基因的细胞系、组织或再生植株，并进行大规模的培养，是实现从根本上提高次生代谢产物含量的最佳途径。

鲨烯合酶（Squalene Synthase, SQS）催化两个分子的法尼基焦磷酸(FPP)生成鲨烯，第一步反应是两分子的FPP通过异戊烯基转移反应缩合成前鲨烯焦磷酸（PSQPP）,并释放出一分子无机二磷酸，在该过程中，其中一个FPP的C(1)-C(2)的双键作为另一个FPP的异戊烯基受体；第二步反应是PSQPP在NADPH作为供氢体的情况下，通过正碳离子重排转化为鲨烯，该反应发生在细胞中的光面内质网上，鲨烯合酶在三萜，甾醇的生物合成中起着关键的作用。由于鲨烯合酶催化的底物FPP处于异类戊二烯代谢途径中的分支点，因此，调控鲨烯合酶的活性能够直接影响甾醇、三萜类以及FPP为前提物的其他类异戊二烯化合物的生物合成。因此，利用现代生物技术将SQS基因导入邳半夏中，获得转基因的植物，并且进行大规模的栽培，是实现从根本上提高邳半夏三萜类活性化合物含量的最佳途径。

在对现有文献的分析中，“Plant and cell physiology（植物和细胞生理），2004，45（8）:976-984”和“Planta.（植物科学），2011，233:343-355”等报道了从人参和阿尔泰柴胡中克隆了鲨烯合酶基因，NCBI网站上公布了银杏，红豆杉等的鲨烯合酶基因的序列。但至今尚未有邳半夏SQS蛋白序列及其核酸序列的报道。

在本发明被公布之前，尚未有任何公开或报道过本专利申请中提及的邳半夏PtSQS蛋白序列及其核酸序列。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种邳半夏PtSQS蛋白编码序列。使其包含所说基因的融合基因构建体，携带该构建体的新的重组表达载体，被所说的表达载体转化植物细胞，以及由转化细胞产生的所说基因的转基因植物及其后代，包括植物种子及植物组织，所获得的转基因植物将具有显著提高的次生代谢产物含量。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所分离出的DNA分子包括：编码具有邳半夏PtSQS蛋白活性的多肽的核苷酸序列，所述的核苷酸序列与SEQ ID NO. 3中从核苷酸第127-1359位的核苷酸序列有至少70%的同源性；或者所述的核苷酸序列能在40－55℃条件下与SEQ ID NO. 3中从核苷酸第127-1359位的核苷酸序列杂交。

较佳地，所述的序列编码具有SEQ ID NO. 3所示的氨基酸序列的多肽。更佳地，所述的序列具有SEQ ID NO. 3中从核苷酸第127-1359位的核苷酸序列。

本发明分离出的邳半夏PtSQS蛋白多肽，它包括：具有SEQ ID NO. 3氨基酸序列的多肽、或其保守性变异多肽、或其活性片段，或其活性衍生物。较佳地，该多肽是具有SEQ ID NO. 3序列的多肽。