茄子查爾酮合成酶SmCHS1蛋白及其編碼基因制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種茄子查爾酮合成酶SmCHS1蛋白及其編碼基因，所述蛋白包括：(a)由如SEQ?ID?NO.3所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；或(b)在(a)中的氨基酸序列經(jīng)過取代、缺失或者添加一個或幾個氨基酸且具有茄子查爾酮合成酶活性的由(a)衍生的蛋白質(zhì)；所述編碼基因的cDNA和gDNA分別具有SEQ?ID?NO.1和SEQ?ID?NO.2所示堿基序列；該基因在根、莖、葉、花、果皮、果肉均有表達(dá)，果皮中的表達(dá)量顯著高于其他組織。低溫脅迫下，其表達(dá)量在48h達(dá)到最大值，為未處理的11.29倍。本發(fā)明專利技術(shù)為今后利用基因工程技術(shù)改良植物品質(zhì)，獲得高抗氧化性的藥物或食物提供理論依據(jù)，具有很大的應(yīng)用價值。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及茄子花青素合成途徑中的關(guān)鍵酶及其編碼基因，具體涉及一種茄子查 爾酮合成酶SmCHSI蛋白及其編碼基因，屬于生物

技術(shù)介紹
人體內(nèi)由于新陳代謝活動不可避免的會產(chǎn)生大量自由基，花青素作為一種強(qiáng)還原 性物質(zhì)，能夠清除人體內(nèi)的自由基，延緩機(jī)體衰老?；ㄇ嗨氐暮铣赏緩绞穷慄S酮合成途徑的 一部分，也是目前研宄的非常廣泛而深入的植物次生代謝途徑，其在主要模式植物如擬南 芥、矮牽牛中已被詳細(xì)闡述?；ㄇ嗨氐纳锖铣芍饕譃槿齻€階段：第一階段由苯丙氨酸到 香豆酰CoA，這是許多次生代謝共有的步驟；第二階段由香豆酰CoA到二氫黃酮醇，這是類 黃酮代謝的關(guān)鍵步驟，它合成花青素和其他黃酮物質(zhì)的前體；第三階段是各類花青素的合 成。 查爾酮合成酶是催化類黃酮合成途徑中的第一個關(guān)鍵酶，它催化丙二酰CoA的3 個乙酸基和0 _香豆酰CoA的1個乙酸基發(fā)生縮合反應(yīng)，產(chǎn)生查爾酮，形成類黃酮物質(zhì)的基 本碳架結(jié)構(gòu)。利用X射線衍射對紫花苜蓿CHS基因的蛋白晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，發(fā)現(xiàn)該酶是 一個同源二聚體蛋白，由兩個功能獨(dú)立的亞基組成，分子量為43kDa。該酶具有4個高度保 守的氨基酸殘基催化位點(diǎn)（Cysl64,Phe215,His303,Asn336)，用來進(jìn)行脫羧作用和縮合反 應(yīng)。在擬南芥CHS基因的啟動子部位發(fā)現(xiàn)MYB結(jié)合元件和光信號敏感元件ACGT，因此，CHS 是一類MYB和光調(diào)控蛋白。利用基因工程技術(shù)對CHS基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控能夠明顯影響花 青素的合成。將反義CHS基因轉(zhuǎn)入矮牽牛中發(fā)現(xiàn)花色明顯變淡，由紫紅色變成粉紅色甚至 白色。 目前已從很多植物中克隆得到CHS基因，如擬南芥、水稻、矮牽牛、葡萄、大豆等。 茄子是花青素含量最為豐富的蔬菜作物之一，但對于茄子CHS基因的克隆、表達(dá)模式及其 啟動子序列目前尚不清楚。目前，未有任何與茄子CHS1基因及其編碼蛋白的相關(guān)文獻(xiàn)報 道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于填補(bǔ)茄子CHS家族成員的克隆、表達(dá)模式分析以及茄子CHS蛋 白及其編碼基因的空白。本專利技術(shù)提供了一種茄子CHS1的cDNA、gDNA以及氨基酸序列；進(jìn)一 步地，本專利技術(shù)提供了茄子SmCHSI基因的亞細(xì)胞定位，還提供了茄子SmCHSI基因在不同組織 器官及低溫下的表達(dá)模式。本專利技術(shù)還提供了SmCHSI基因的啟動子序列及其元件分析。 本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 第一方面，本專利技術(shù)提供一種具有茄子查爾酮合成酶活性的蛋白質(zhì)，所述蛋白質(zhì)包 括： (a)由如SEQIDN0. 3所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；或 (b)在（a)中的氨基酸序列經(jīng)過取代、缺失或者添加一個或幾個氨基酸且具有茄 子查爾酮合成酶活性的由（a)衍生的蛋白質(zhì)； 該蛋白質(zhì)在茄子不同器官內(nèi)的有無及活性大小存在較大差異。 優(yōu)選地，所述蛋白質(zhì)包括SEQIDN0. 3所示氨基酸序列經(jīng)過1~50個氨基酸的缺 失、插入和/或取代，或者在C末端和/或N末端添加1~20個以內(nèi)氨基酸而得到的序列。 優(yōu)選地，所述蛋白質(zhì)為SEQIDN0. 3所示氨基酸序列中1~10個氨基酸被性質(zhì)相 似或相近的氨基酸所替換而形成的序列。 第二方面，本專利技術(shù)提供了一種編碼所述具有茄子查爾酮合成酶活性的蛋白質(zhì)的基 因的核酸序列，所述基因的gDNA序列如SEQIDN0. 2所示。 優(yōu)選的，所述基因的cDNA序列包括： (a)如SEQIDNO. 1第1~1170位所示的堿基序列；或 (b)與SEQIDNO. 1第1~1170位所示的堿基序列具有至少70%的同源性的堿 基序列；或 (C)能與SEQIDNO. 1第1~1170位所示的堿基序列進(jìn)行雜交的堿基序列。 優(yōu)選的，所述核酸序列包括SEQIDNO. 1第1~1170位所示的核酸序列中1~90 個核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5'和/或3'端添加60個以內(nèi)核苷酸形成的堿 基序列。 第三方面，本專利技術(shù)提供一對用于擴(kuò)增所述基因的核酸序列的gDNA的引物，所述引 物的序列如SEQIDN0. 7和SEQIDN0. 8所示。 第四方面，本專利技術(shù)提供一對用于擴(kuò)增所述基因的核酸序列的cDNA的引物，所述引 物的序列如SEQIDN0. 5和SEQIDN0. 6所示。 第五方面，本專利技術(shù)還提供一種所述基因的核酸序列的啟動子，所述啟動子包括SEQ IDNO. 4所示的堿基序列。 在本專利技術(shù)中，"分離的DNA"、"純化的DNA"是指，該DNA或片段已從天然狀態(tài)下位 于其兩側(cè)的序列中分離出來，還指該DNA或片段已經(jīng)與天然狀態(tài)下伴隨核酸的組分分開， 而且已經(jīng)與在細(xì)胞中相伴隨的蛋白質(zhì)分開。 在本專利技術(shù)中，術(shù)語"SmCHSl蛋白編碼序列"指編碼具有茄子SmCHSl蛋白活性的多 肽的核苷酸序列，如SEQIDN0.1所示的第1~1170位核苷酸序列及其簡并序列。該簡并 序列是指，位于SEQIDNO. 1所示的第1~1170位核苷酸中，有一個或多個密碼子被編碼相 同氨基酸的簡并密碼子所取代后而產(chǎn)生的序列。由于密碼子的簡并性，所以與SEQIDNO. 1 所示的第1~1170位核苷酸序列同源性低至約70%的簡并序列也能編碼出SEQIDNO. 3 所示的氨基酸序列。該術(shù)語還包括與SEQIDNO. 1所示的核苷酸序列的同源性至少70%的 核苷酸序列。 該術(shù)語還包括能編碼具有與天然的茄子SmCHSl相同功能的蛋白的SEQIDNO. 1 所示序列的變異形式。這些變異形式包括（但并不限于）：通常為1~90個核苷酸的缺失、 插入和/或取代，以及在5'和/或3'端添加為60個以內(nèi)核苷酸。 在本專利技術(shù)中，術(shù)語"SmCHSl蛋白"指具有茄子SmCHSl蛋白活性的SEQIDN0. 3所 示序列的多肽。該術(shù)語還包括具有與茄子SmCHSl蛋白相同功能的、SEQIDNO. 3序列的變 異形式。這些變異形式包括（但并不限于）：通常為1~50個氨基酸的缺失、插入和/或取 代，以及在C末端和/或N末端添加一個或為20個以內(nèi)氨基酸。例如，在本領(lǐng)域中，用性能 相近或相似的氨基酸進(jìn)行取代時，通常不會改變蛋白質(zhì)的功能。又比如，在C末端和/或N末端添加一個或數(shù)個氨基酸通常也不會改變蛋白質(zhì)的功能。該術(shù)語還包括茄子SmCHSl蛋 白的活性片段和活性衍生物。 本專利技術(shù)的茄子SmCHSl蛋白的變異形式包括：同源序列、保守性變異體、等位變異 體、天然突變體、誘導(dǎo)突變體、在高或低的嚴(yán)謹(jǐn)條件下能與茄子SmCHSl相關(guān)DNA雜交的DNA 所編碼的蛋白、以及利用茄子SmCHSl蛋白的抗血清獲得的多肽或蛋白。 在本專利技術(shù)中，"茄子SmCHSl保守性變異多肽"指與SEQ ID N0. 3所示的氨基酸序列 相比，有至多10個氨基酸被性質(zhì)相似或相近的氨基酸所替換而形成多肽。這些保守性變異 多肽最好根據(jù)表1進(jìn)行替換而產(chǎn)生。表1【主權(quán)項】1. 一種具有茄子查爾酮合成酶活性的蛋白質(zhì)，其特征在于，包括： (a) 由如SEQ ID NO. 3所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；或 (b) 在（a)中的氨基酸序列經(jīng)過取代、缺失或者添加一個或幾個氨基酸且具有茄子查 爾酮合成酶活性的由（a)衍生的蛋白質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有茄子查爾酮合成酶活性的蛋白質(zhì)，其特征在于，所述蛋 白質(zhì)包括SEQ ID NO. 3所示氨基酸序列經(jīng)過1~50個氨基酸的缺失、插入和/或取代本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有茄子查爾酮合成酶活性的蛋白質(zhì)，其特征在于，包括：(a)由如SEQ?ID?NO.3所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；或(b)在(a)中的氨基酸序列經(jīng)過取代、缺失或者添加一個或幾個氨基酸且具有茄子查爾酮合成酶活性的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳火英，蔣明敏，任麗，高莉潔，周騰夏，
申請(專利權(quán))人：上海交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31