[发明专利]薯蓣皂素合成相关蛋白、其编码基因及其应用

说明书

本发明涉及薯蓣皂素的生物合成技术领域，具体涉及薯蓣皂素合成相关蛋白、其编码基因及其应用。本发明提供的薯蓣皂素合成相关蛋白具有如SEQ ID NO.1‑3任一所示的氨基酸序列。该蛋白及其编码基因参与薯蓣皂素的合成，为实现薯蓣皂素的生物合成提供了必要的基因资源。本发明以产胆固醇的酿酒酵母为宿主菌，构建了含有来源于盾叶薯蓣植物的薯蓣皂素合成通路三个基因的重组工程菌，重组工程菌能够氧化胆固醇生成薯蓣皂素，实现了在酵母细胞中异源生物合成薯蓣皂素，为解决植物提取法生产薯蓣皂素存在的生产成本高、环境污染大等问题提供了有效的方法，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及薯蓣皂素的生物合成技术领域，具体涉及薯蓣皂素合成相关蛋白、其编码基因及其应用。

背景技术

薯蓣皂素是世界上200多种激素类药物的前体，全球每年需求2000吨左右、而每吨薯蓣皂素的价格大约为53万人民币，中国是世界上薯蓣皂素的主要出口国(大约67％的薯蓣皂素出口于中国)。薯蓣科植物为薯蓣皂素的主要合成植物，而盾叶薯蓣为中国地区薯蓣皂素的主要来源，其生产方法是从植物中进行提取与纯化。这种传统的植物化学提取法会造成严重的酸性污染。

盾叶薯蓣为中国地区薯蓣皂素的主要来源植物，挖掘其中的薯蓣皂素合成相关基因对于薯蓣皂素的生物合成具有重要意义。

发明内容

本发明的第一目的是提供薯蓣皂素合成相关蛋白及其编码基因。

本发明的第二目的是提供能够合成薯蓣皂素的重组微生物。

本发明的第三目的是提供上述薯蓣皂素合成相关蛋白、其编码基因、重组微生物的应用。

本发明的第四目的是提供一种薯蓣皂素的制备方法。

具体地，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供薯蓣皂素合成相关蛋白，其为如下(1)-(4)任一所示的蛋白：

(1)具有如SEQ ID NO.1-3任一所示的氨基酸序列；

(2)将如SEQ ID NO.1-3任一所示的氨基酸序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸得到的具有同等功能的蛋白；

(3)与如SEQ ID NO.1-3任一所示的氨基酸序列具有至少99％、至少98％、至少95％、至少85％或至少80％同源性且具有相同功能的蛋白；

(4)在(1)-(3)任一所示的蛋白的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白。

氨基酸序列如SEQ ID NO.1-3所示的三个薯蓣皂素合成相关蛋白为来源于盾叶薯蓣植物Dioscorea zingiberensis的薯蓣皂素合成通路的三个P450酶，其分别命名为CYP90B71、CYP90G6、CYP94N8。

第二方面，本发明提供薯蓣皂素合成相关蛋白的组合物，其包含具有如SEQ IDNO.1-3所示的氨基酸序列的三个薯蓣皂素合成相关蛋白。

本发明提供的三个薯蓣皂素合成相关蛋白的序列分别如SEQ ID NO.1-3所示，将三个蛋白的编码基因同时导入微生物中，能够使得微生物以胆固醇为底物，合成薯蓣皂素。

第三方面，本发明提供编码所述薯蓣皂素合成相关蛋白或所述蛋白的组合物的核酸。

优选地，编码所述薯蓣皂素合成相关蛋白的核酸为如下(1)-(3)任一所示的核酸：

(1)具有如SEQ ID NO.4-6任一所示的核苷酸序列或其互补序列的核酸；

(2)在严格条件下能够与(1)所示的核酸杂交的核酸；

(3)与如SEQ ID NO.4-6任一所示的核苷酸序列具有至少99％、至少98％、至少95％、至少85％或至少80％同源性的核酸。