[发明专利]一种太子参环化酶蛋白基因及其应用

说明书

本发明公开了一种太子参环化酶phPCY蛋白基因及其应用，具体公开了一种太子参环化酶，其编码太子参环化酶的核苷酸序列如序列表1所示，以及氨基酸序列如列表2所示，使环化酶基因可以在大肠杆菌中表达；同时提供了含有所述氨基酸序列的蛋白表达载体。本发明还公开了太子参环化酶phPCY在催化线性底物HB环化生成环状HB反应中的应用。

技术领域

本发明涉及一种太子参环化酶蛋白基因及其应用，属于合成生物学、基因工程技术领域。

背景技术

太子参为石竹科植物孩儿参的干燥块根，又名米参、四叶参、童参。在其生命周期可合成环肽类、苷类、氨基酸、糖类、挥发性物质、脂肪酸类、磷脂类及醇类等化学成分，具有保护心肌、抗氧化、抗应激、促进免疫等药理作用。环肽是太子参的特色化学成分，环肽作为一类重要的肽类化合物,在生物医学、药学等许多方面有着可观的发展前景。目前已从太子参中分离得到16种太子参环肽类成分：太子参环肽Heterophyllin A-H及PseudostellarinA-H，其生理活性是医药领域研究的热点。

植物环肽因其特殊的限制构想，其合成与线性肽相比要困难的多。截至目前植物环肽的生物合成途径已有了初步诠释。早期认为环肽的生物合成有两种途径，一种认为由基因编码经核糖体合成线性肽前体，再经剪切、环化及修饰形成成熟的环肽；另外一种认为环肽未经核糖体合成，而是通过非核糖体肽合成酶催化合成。随着研究的深入，越来越多的实验表明植物环肽合成为核糖体依赖型。

谭宁华等对植物环肽的研究发现脯氨酰内肽酶(prolyledopeptidase)不仅具有水解多肽的作用，同样也能逆反应方向合成肽键，在一定条件下，它可以将C端含有Pro的线性肽和另一端的氨基酸连接起来。2011年，Janet等从石竹科植物王不留行的EST中鉴定出11个编码环肽前体蛋白的候选基因，并利用农杆菌介导的过表达研究进行了功能验证，证实其为环肽前体蛋白的编码基因。随后，Barber等利用柱层析法从王不留行的萌发种子中分离出Oligopeptidase1(OLP1)和Peptide cyclase1(PCY1)；前者作用于线性肽前体N端并将其催化裂解形成中间产物，后者作用于C端催化C端的切割及环化形成环肽。Jennings等对茜草科植物白花蛇舌草cDNA测序，从cDNA序列中发现了编码环肽kalataB的前体，对kalate类型线性肽序列分析发现其末端的残基N(天冬酰胺)高度保守，推测天冬酰胺内肽酶asparaginylendopeptidase(AEP)可能执行剪切、环化等功能。环肽环化酶在其生物合成途中扮演着重要的角色，催化线性肽环化并最终得到环肽。

发明内容

本发明要解决的技术问题，本发明解决的技术问题是提供一种太子参环化酶phPCY、编码该环化酶的核苷酸序列、含有该酶核苷酸序列的表达载体，以及其在催化线性HB环化反应中的应用。

本发明通过下述方案实现：一种太子参环化酶蛋白基因，编码太子参环化酶phPCY的核苷酸序列如序列表1所示。

一种太子参环化酶蛋白基因，太子参环化酶phPCY的氨基酸序列如序列表2所示。

一种携带序列表2所述的基酸序列的表达载体。

太子参环化酶在催化线性底物HB生成环状HB环化反应中的应用。

一种太子参环化酶蛋白基因的获取包括以下过程：

过程一、构建太子参转录组数据库：提取太子参的总RNA，利用第三代高通量测序技术，通过Pacbio Sequel测序平台进行转录组测序，对测序数据进行富集、拼接、注释，构建太子参转录组数据库；

过程二、太子参环化酶基因的转录组数据库筛选：利用已经建立的太子参转录组数据库，以文献报道的王不留行环化酶pcy1序列为检索检索条件对太子参环化酶基因进行筛选，得到太子参环化酶phPCY基因序列(序列如序列表1所示)；