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广藿香PTS基因的克隆及CPEC法构建其过表达载体pRI101-PTS

2019-05-21黄伟展胡贞贞卢昌华张宏意何梦玲严寒静

广东药科大学学报 2019年2期

黄伟展, 胡贞贞 ,卢昌华 ,张宏意,2,3,何梦玲,2,3,严寒静,2,3

[1.广东药科大学中药学院,广东广州 510006; 2.国家中医药管理局岭南药材生产与开发重点研究室,广东广州 510006; 3.中药材国家现代农业产业技术体系广州综合试验站(CARS-21-16),广东广州 510006]

广藿香来源于唇形科刺蕊草属植物Pogostemoncablin(Blanco) Benth.的干燥地上部分,为“十大广药”之一,具芳香化浊、和中止呕、发表解暑之功效。作为传统的芳香化湿药,广藿香挥发油具有抗氧化、镇痛、抗感染、抗血栓、抗抑郁等生物活性[1-2],被作为医药领域的重要原料。此外,还被广泛应用于食品、化妆品领域[3]。广藿香油的组分多为倍半萜类化合物,数量超过24 种,其中以广藿香醇为主要成分[4]。因此,研究广藿香中倍半萜类化合物生物合成的分子机理,提高药材中广藿香油,尤其是广藿香醇的产量,对广藿香药用资源的开发和应用具有重要意义。

广藿香醇合酶(patchoulol synthase,PTS)是广藿香中合成广藿香醇的关键酶,能催化倍半萜的前体法呢基焦磷酸(farnesyl diphosphate,FDP)生成广藿香醇等倍半萜类化合物[5]。2006年,Deguerry等[4]从印度广藿香中成功克隆了PTS基因的cDNA序列。同年, Wu Shuiqin[6]将PTS基因与禽类的法呢基焦磷酸合酶(FPPS,催化合成FDP的酶)基因分别都加入叶绿体转运肽序列,在烟草中实现FPPS和PTS蛋白重定向,并检测到转化植株中广藿香醇质量分数达到0.5 μg/g(鲜重)。2014年,Hartwig等[7]从印度广藿香栽培品中克隆了PTS基因的cDNA 序列,发现与Deguerry克隆的序列存在3.4%的差异。Hartwig将PTS基因cDNA序列进行密码子优化后构建到3种pET系列载体上,在3种大肠杆菌中进行异源表达,结果发现该PTS基因变体的表达产物催化FDP生成的主产物并非广藿香醇而是大根香叶烯A。……

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