换一批中药萜类成分合成中法尼基二磷酸合成酶基因的克隆及功能表征
Cloning and Functional Characterization of Farnesyl Diphosphate Synthase Gene in Biosynthesis of Terpenoid Components in Chinese Materia Medica
摘要目的:通过异源表达不同植物来源的法尼基二磷酸合成酶(FPS)编码基因,提高酿酒酵母中法尼基焦磷酸(FPP)的合成效率,进而提高工程酵母合成萜类化合物的产量.方法:采用柱色谱法提取拟南芥、玫瑰、青蒿、积雪草、啤酒花、苜蓿和人参7种的植物根、茎、叶混样RNA,并反转录为互补DNA(cDNA)第一链,基于该7种植物的转录组数据,设计CaFPS、RrFPS、MsFPS、HiFPS、PgFPS、AtFPS和AaFPS基因序列特异性引物,克隆基因全长,对这些基因进行生物信息分析,构建pESC酵母穿梭载体.利用实验室构建的产β-榄香烯酿酒酵母为底盘菌株,异源表达7种不同植物来源的FPS,以β-榄香烯的产量作为评估标准,在实验室先前构建的高产β-榄香烯的酿酒酵母菌株中进行验证.结果:7种基因获得编码区域序列长均为1 021 bp,编码301个氨基酸,均与酿酒酵母内源的FPS编码基因ERG20具有相近的亲缘关系.通过在酿酒酵母中异源表达7种基因,筛选出催化异戊烯焦磷酸酯(IPP)和二甲基烯丙基二磷酸(DMAPP)合成FPP效果最佳的基因为RrFPS,过表达RrFPS酿酒酵母菌株YB-1-Rr和YB-3-Rr的β-榄香烯产量分别比对照菌株YB-1和YB-3高231.25％和189.3％.结论:通过比较7种不同植物来源的FPS编码基因的功能,确定了来自玫瑰中的RrFPS基因所编码的蛋白具有最佳的催化能力.该研究为构建高产萜类化合物的工程酵母菌株构建提供了关键基因元件.
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关键词
酿酒酵母倍半萜β-榄香烯基因克隆法尼基焦磷酸(FPP)法尼基二磷酸合成酶(FPS)Saccharomyces cerevisiaesesquiterpenesβ-elemenegene cloningfarnesyl pyrophosphate(FPP)farnesyl diphosphate synthase(FPS)
栏目名称
DOI
10.13422/j.cnki.syfjx.20250380
发布时间
2025-03-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
中国中医科学院科技创新工程项目（CI2024C006YN）
国家自然科学基金（32372305）
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