雷公藤中一个合成香茅醇的单萜合酶基因的克隆与表征

作者：尹艳; 郭思远; 向安娅; 李桂林; 高伟; 张夏楠^*

来源：中国中药杂志, 2019, 44(16): 3588-3593.

DOI：10.19540/j.cnki.cjcmm.20190603.501

• 雷公藤
• 单萜合酶
• 香茅醇

雷公藤是临床常用于治疗类风湿性关节炎的药用植物,又有抗肿瘤和肥胖症治疗等药理活性。雷公藤中的已知活性成分以萜类为主,但是含量都非常低,因此对雷公藤中萜类化合物生物合成途径的解析成为解决雷公藤资源问题的一大研究热点。而萜类合酶(TPS)是催化形成多种多样的萜类骨架的关键酶。该研究从雷公藤中克隆到一条ORF长度为1 785 bp的基因片段Tw MES,利用NCBI的BLASTP,ProtParam,Interpro在线工具以及MEGA 6. 0软件对序列进行了生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR检测了该基因对茉莉酸甲酯的响应,同时采用原核表达和体外酶促的方法对其体外催化功能进行了验证。生物信息学分析表明,该基因编码的氨基酸序列同时具有萜烯合酶N-末端结构域、萜环化酶样1 C-末端结构域,以及萜类合酶家族class I的DDxx D保守结构域。在与已知同源萜类合酶序列构建的邻接树中,Tw MTS与TPS-b亚家族聚为一支。RT-PCR结果显示50μmol·L-1的MeJA 12 h能导致Tw MTS的表达量上升到对照组的735倍,24 h达到1 644倍。此外,体外酶促反应结果显示Tw MTS能催化GPP生成β-香茅醇,表明Tw MTS是一个单萜合酶。以上研究结果为雷公藤萜类成分的生物合成学研究提供了新的元件,为未来生物合成研究奠定了基础。

• 单位
  医药学院; 北京中医药大学; 中山大学; 首都医科大学