[发明专利]何首乌苯丙氨酸解氨酶基因FmPAL及其编码产物和应用

说明书

本发明属于基因工程技术领域，涉及一类何首乌苯丙氨酸解氨酶基因FmPAL及其编码产物与应用，所述何首乌苯丙氨酸解氨酶基因FmPAL，该基因具有SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列，或者具有与SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列经取代、缺失或添加一个或几个核苷酸且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列，通过体外验证实验表明FmPAL基因具有催化1分子L‑苯丙氨酸反应合成反式肉桂酸的活性，利用本发明所提供的基因可以通过基因工程技术提高何首乌药效成分的含量，有助于优质何首乌的基因工程育种。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，特别涉及一类何首乌苯丙氨酸解氨酶基因FmPAL及其编码产物和应用。

背景技术

药用植物中有效成分的形成是植物次生代谢途径中相关酶共同催化的产物。随着植物功能基因组研究的广泛与深入，药用植物次生代谢合成相关功能基因的研究逐渐成为热点，这些基因的鉴定为解析药用植物有效成分的生物合成途径及其调控机制以及揭示药材品质的形成提供理论基础，同时为利用基因工程技术提高药用植物目标成分含量或直接生产有效成分或中间体带来广阔的应用空间。药用植物中有多种复杂的化学成分，主要含有有机酸类、黄酮类、挥发油、茋类、萜类、二萜类等多种成分。

何首乌Falopiamultiflora(Thunb.)Harald.具有抗氧化、抗衰老、抑制缺血脑损伤、降血脂、抗动脉粥样硬化、抗炎、抗癌、抗肿瘤和保肝等药理作用，其主要活性成分为二苯乙烯类、蒽醌类、黄酮类、鞣质和磷脂等。苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammonia-lyase，PAL)是植物苯丙烷类代谢途径的第一个关键酶，它可以催化L-苯丙氨酸生成反式肉桂酸，再由反式肉桂酸生成对香豆酸、阿魏酸、芥子酸等中间产物，这些酸可以进一步转化为香豆素、对香豆酰辅酶A等，再进一步转化为黄酮类、茋类化合物。

苯丙氨酸解氨酶为药用植物的广泛应用提供了重要的基础，对苯丙氨酸解氨酶的基因进行研究可以更好的利用药用植物中的活性成分，但何首乌中苯丙氨酸解氨酶基因未见分离和鉴定，因此对何首乌中苯丙氨酸解氨酶基因进行研究尤为重要。

发明内容

本发明目的在于解决如何通过何首乌苯丙氨酸解氨酶基因FmPAL及其编码的氨基酸序列制备苯丙氨酸解氨合酶的问题，提供了一类何首乌苯丙氨酸解氨酶基因FmPAL及其编码的产物和应用，提出的具体的技术方案如下：

第一方面，本发明提出了一类何首乌苯丙氨酸解氨酶基因FmPAL，所述基因具有SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列；

或者所述基因具有与SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列经取代、缺失或添加一个或几个核苷酸且表达相同功能的核苷酸序列。

第二方面，本发明提出了一类由所述的何首乌苯丙氨酸解氨酶基因FmPAL所编码的产物，

所述产物具有如SEQ ID NO.Ⅰ、SEQ ID NO.Ⅱ和SEQ ID NO.Ⅲ所示的氨基酸序列；

或者所述产物为在SEQ ID NO.Ⅰ、SEQ ID NO.Ⅱ或SEQ ID NO.Ⅲ所示的氨基酸序列上取代、缺失或增加一个或几个氨基酸且表达相同功能的突变序列，该突变序列也属于本发明的保护范围。

进一步地，所述产物包括多肽或者蛋白质。

第三方面，本发明提出了克隆所述何首乌苯丙氨酸解氨酶基因FmPAL的特异性引物，所述特异性引物可以通过聚合链式反应(PCR)扩增得到基因FmPAL的核苷酸序列。

第四方面，本发明提出了含有所述的苯丙氨酸解氨酶基因FmPAL的重组表达载体，优选的情况下，所述表达载体为质粒pET-28a。