[发明专利]石吊兰素糖基转移酶蛋白及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了石吊兰素糖基转移酶蛋白及其编码基因与应用。本发明所提供的石吊兰素糖基转移酶蛋白，是如下a)或b)的蛋白质：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有石吊兰素糖基转移酶活性的由a)衍生的蛋白质。本发明基于吊石苣苔三代全长转录组数据，用反向遗传学的方法找到并鉴定石吊兰素‑7‑O‑β‑D‑葡萄糖苷和石吊兰素‑5‑O‑β‑D‑葡萄糖苷合成的特异糖基化修饰酶LpUGT95，为生物合成石吊兰素‑7‑O‑β‑D‑葡萄糖苷和石吊兰素‑5‑O‑β‑D‑葡萄糖苷提供了糖基转移酶蛋白及其编码序列。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别地涉及石吊兰素糖基转移酶蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

石吊兰素Lysionotin(又称Nevadensin)化学名为5,7-二羟基-6,8-二甲氧基-2-(4-甲氧基苯基)色烯-4-酮(5,7-dihydroxy-6,8-dimethoxy-2-(4-methoxyphenyl)chromen-4-one)。分子式为C18H16O7，溶于DMSO，微溶于甲醇，不溶于水。石吊兰素是苦苣苔科植物中比较特异的一种化合物，已被确立为一种有前景的天然生物活性物质，有可能成为药物设计中的新型“天然先导物”。其代表植物吊石苣苔(Lysionotus pauciflorus)的野生资源丰富，来源十分广泛，并且提取方法和纯化工艺相对简单。石吊兰素是一种天然存在的人羧基酯酶1(hCE1)的选择性抑制剂。药理实验研究表明，石吊兰素具有保肝、降压、抗过敏、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、神经保护等作用，同时，临床上还有利于治疗淋巴结核、肺结核、骨结核以及支气管炎。Lena Müller等报道了石吊兰素对体外拓扑异构酶(TOPO)的影响，结果显示石吊兰素通过激活半胱天冬酶-9和半胱天冬酶-3诱导内源性凋亡途径，揭示了细胞周期破坏和凋亡事件在石吊兰素引起的HT29细胞TOPO I中毒的细胞反应中起关键作用，揭示了石吊兰素的DNA嵌入特性。石吊兰素被张亚芬研究发现可能降低肥大细胞干细胞生长因子(c-Kit)受体表达，具有缓解小鼠食物过敏反应的作用。Wang等通过对一系列天然黄酮类化合物的初步筛选，发现石吊兰素是一种对hCE1比hCE2具有高度选择性的抑制剂。但由于石吊兰素水溶性差，极大地制约了石吊兰素的推广和应用。石吊兰素经过糖基化修饰后，不仅可以极大地提高其可溶性，还可以改善药效。以石吊兰素为基本结构，进行结构修饰以增强石吊兰素活性，扩大应用范围是一项重要的研究工作。

国内外对石吊兰素的研究停留在化学提取及合成、药理活性阶段，石吊兰素结构修饰的研究报道较少。早在1966年，石吊兰素被Farkas在Iva物种中首次分离并使用14步合成方法证明其结构。随后中国科学院上海药物研究所研究员对设计路线进行简化，总收率提高10倍以上。石吊兰素不溶于水，其钠盐为水溶性，但临床注射会给患者带来疼痛，因此，该研究员合成了一种肌内注射用石吊兰素甲胺糖苷盐，具有很好的抑菌活性。综上，亟待一种特异性高的酶，来特异合成石吊兰素糖苷，为药物合成设计提供新参考。

发明内容

虽然现在已有石吊兰素糖苷化学提取的报道，但尚未有公布的石吊兰素糖苷生物合成方法。本发明主要是基于吊石苣苔三代全长转录组，获得石吊兰素糖基转移酶序列，并通过原核表达重组蛋白，确认LpUGT95可以催化石吊兰素糖基化生成石吊兰素-7-O-β-D-葡萄糖苷和/或石吊兰素-5-O-β-D-葡萄糖苷。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种蛋白，是如下a)或b)的蛋白质：

a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

b)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有石吊兰素糖基转移酶活性的由a)衍生的蛋白质。

所述石吊兰素糖基转移酶活性是催化石吊兰素糖基化生成石吊兰素-7-O-β-D-葡萄糖苷和/或石吊兰素-5-O-β-D-葡萄糖苷。