紫杉醇合成相关候选基因A02725的克隆及转基因菌株的构建

发布时间：2021-08-24 14:40

　　真菌紫杉醇合成相关基因的功能研究是揭示真菌紫杉醇合成机制的关键。为了揭示产紫杉醇内生真菌枝状枝孢霉MD2的候选基因A02725对宿主紫杉烷类合成的作用,本研究克隆了候选基因A02725的DNA全长序列（1 524 bp）;生物信息学预测结果表明该基因编码蛋白为亲水蛋白,含508个氨基酸,无信号肽和跨膜结构,与牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶（geranylgeranyl pyrophosphate synthase,GGPPS）具有79%的一致性;进一步构建该基因的超表达载体并转化枝状枝孢霉MD2,通过抗性筛选以及Southern blot检测,共获得27株转基因菌株,其中5株转基因菌株的外源基因是以单拷贝方式整合。该结果为深入分析超表达候选基因A02725对宿主紫杉烷类合成的影响奠定了基础。 

【文章来源】：基因组学与应用生物学. 2020,39(01)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

候选基因A02725的生物信息学预测

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(geranyhlgeranyl pyro-phosphate,GGPP)是紫杉醇等二萜类化合物以及类胡萝卜素、赤霉素等物质的生物合成的重要前体(Keeling and Bohlmann,2006)。GGPPS是萜类合成途径的一个重要分支点酶，催化法呢基焦磷酸(farnesy pyrophosphate,FPP)与异戊烯焦磷酸(isopentenyl py rophosphate,IPP)反应生成GGPP(Hefner et al.,1998)。红豆杉的紫杉醇生物合成是从GGPP开始，GGPP经紫杉二烯合成酶催化生成紫杉二烯(taxa-4(5),11(12)-diene)，随后经约20步酶促反应合成紫杉醇(Walker and Croteau,2000;Jennewein and Croteau,2001;Croteau et al.,2006;Guo et al.,2006;Liu et al.,2016)。Hefner等(1998)克隆了加拿大红豆杉的GGPPS基因的cDNA全长序列(No.AF081514)，为1 182 bp，编码蛋白为亲水蛋白，含393个氨基酸，无信号肽和跨膜结构，分子式为C1870H3013N505O579S23，含有一个聚异戊二烯合成酶保守结构域。Soliman等(2017)构建加拿大红豆杉的(Taxus canadensis)GGPPS基因(No.AF081514)表达框，连接pPTFG载体，采用根癌农杆菌转入产紫杉醇内生真菌Paraconiothyrium SSM001，发现转基因菌株的类胡萝卜素含量有所提高，并且紫杉醇产量提高了3倍。但目前尚无产紫杉醇内生真菌的GGPPS基因的相关功能研究的报道。图2 候选基因A02725的生物信息学预测

图2 候选基因A02725的生物信息学预测本研究首次从产紫杉醇内生真菌枝霉MD2中克隆了候选基因A02725，该基因编码蛋白与Rachicladosporium sp.CCFEE 5018的GGPPS一致性为79%，在601～1 359 bp区域具有典型的聚异戊二烯合成酶(Polyprenyl synthetase)结构域，是一个潜在的编码GGPPS的候选基因。本研究并进一步构建了该基因的过表达载体以及转化枝霉MD2，共获得27株转基因菌株，其中5株转基因菌株的外源基因是以单拷贝方式整合。这些结果为后期分析候选基因A02725的功能及其对宿主紫杉烷类合成的作用提供科学依据。

【参考文献】：
期刊论文
[1]盐湖土壤微生物总DNA提取方法的比较[J]. 苗莉云,张鹏.  浙江农业学报. 2012(06)
[2]真菌紫杉醇/烷研究近况[J]. 娄静,牛学良,颜菲,潘皎,朱旭东.  菌物学报. 2011(02)



本文编号：3360179