刺梨中合成γ-humulene的萜类合酶RriTPS1及其编码产物和应用

背景技术：

1、萜类化合物是结构多样性最为丰富的天然产物家族，在多数生物体的生命活动中扮演着不可或缺的角色。其分子骨架以异戊二烯（c5）为基本构建单元，依据异戊二烯单元的数量可划分为单萜（c10）、倍半萜（c15）、二萜（c20）、二倍半萜（c25）、三萜（c30）及四萜（c40）等类别，倍半萜类化合物由3个异戊二烯单元组成，含15个碳原子，其复杂多样的结构赋予了该类化合物丰富的生物活性，因此被广泛应用于临床药物研发，具备极高的应用价值与经济潜力，备受科研与产业界关注。

2、刺梨（

rosa roxbungi）属蔷薇科蔷薇属多年生灌木植物缫丝花的珍果，又名茨梨、山王果，佛朗果和刺石榴等，作为我国西部地区独有的药食同源植物，刺梨具有较高的营养和药用价值，其富含刺梨多糖、萜类化合物、维生素、黄酮类化合物。萜类化合物是刺梨中一类重要的活性代谢产物，萜类合酶作为催化萜类化合物生物合成的关键酶，是刺梨萜类代谢过程中的关键节点。目前，刺梨萜类合酶基因rritps1基因还未被分离和鉴定，其在合成合成γ-humulene中的应用也未有出现。

技术实现思路

1、本发明的目的是开发刺梨倍半萜合酶基因的功能，提供了γ-humulene合酶基因rritps1及其的编码产物和应用。

2、为实现上述目的，本发明公开了刺梨萜类合酶基因rritps1，所述基因rritps1具有如seq id no .1所示的核苷酸序列或者如seq id no .1所示的核苷酸序列经取代、缺失或添加一个或几个核苷酸且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列。

3、seq id no.1序列如下：

4、atgtctgtccctgatttagtgtctgagctagctcaaaccccgaatattactgccccgcctgatgttactcgacgttcagctaattattccccaagcatttggggtgatcattttctgtcatatgcttccatagaagcggcagatggtaaaagtaagaaacatatccaagacttgaaggaagagctgaagaggatgataatggctccagcgaaaaggccttcacaaaaattgcacttcatcgaccacattcagcgcttaggtgtctcataccatttcgaagatgagattgaccaaattttgcagcaagttcaccgagaagaagaatatgatgatctttgcaccactgctctaagctttcgattgcttagacaacagggttataacatttcatgcaatatgtttaacaagttcaaggatgatgacggaaggtttaaagaatcccttattgatgatgtactcggcctgttaagtttgtatgaagcctcacatcttcagatgcccggggaggatatactgaatgacgcactaaccttcaccaccgctcatctcgagtctgcagcacaccgcttaagctcgtcgtctctgctttggaaacaagtaactcatgccttgtatcaaccactttggcagggcatggccaggattgaagccaggcattacttgtctatttaccaagaagatgattcacataatgaaactctcctgaattttgcaaagcttgattttaacactgtgcagaaagttcatcagaaagaactaagcgaaattacgaggtggtggaaggacttggactttgtaaccaagctaccttttgcaagagacaaggtagttgaggcctatttttgggctttggcagtctactttcagccggaatattactttgccaggattgtattagccaaagctgttgctataattacagtcattgacgacatatacgatgtgcatggcacatatgaagaactagagagctttactgaagctattgagaggtggaacatttctgtcgttgatcaactaccagattatatgaaagtgtgttatgaagggctgttgagtttcttcaccgaacttgaagaaagtctagcgaataagggaatcttataccgcctccactatgcgagagaagcatttaaagctcaagtcagagcttacttccaggaagcgaaatggttgaaacaaaagtacacaccaacaatggaagagtatatgtctgtggaacgcgatgcatccttcttcatggtagcagtagtgtcatttgttggaatgggagttattgttacaaaagactccatggattgggttttcaatgaacctaagatttcaaaggccgcatctataattggcagactcatgaatgaccttgtaagccataagtttgagcaaaagagagaacacattgcatcagcagtggaatgctacatgaagcaatatggtgtcacagatgaagaagcagaagtcgagctaactaaacaagtgaatgacgcatggcaagacataaacgaagagtggctcaatgccacctctatccctaggcccctactcttgctgattttgaactttgcacgttctactgaagttctatacaagggtgaagatgtgtttactcattctgaaaatgtgctcaagggtcatgtagtttctctctttatcgaacccgtccccatataa

5、在不影响其活性的前提下，seq id no .2所示的氨基酸序列取代、缺失或增加一个或几个氨基酸，得到的氨基酸序列。

6、seq id no.2序列如下：

7、msvpdlvselaqtpnitappdvtrrsanyspsiwgdhflsyasieaadgkskkhiqdlkeelkrmimapakrpsqklhfidhiqrlgvsyhfedeidqilqqvhreeeyddlcttalsfrllrqqgyniscnmfnkfkdddgrfkesliddvlgllslyeashlqmpgedilndaltfttahlesaahrlssssllwkqvthalyqplwqgmariearhylsiyqeddshnetllnfakldfntvqkvhqkelseitrwwkdldfvtklpfardkvveayfwalavyfqpeyyfarivlakavaiitviddiydvhgtyeelesfteaierwnisvvdqlpdymkvcyegllsffteleeslankgilyrlhyareafkaqvrayfqeakwlkqkytptmeeymsverdasffmvavvsfvgmgvivtkdsmdwvfnepkiskaasiigrlmndlvshkfeqkrehiasavecymkqygvtdeeaeveltkqvndawqdineewlnatsiprpllllilnfarstevlykgedvfthsenvlkghvvslfiepvpi

8、本发明公开了上述γ-humulene萜类合酶基因rritps1的特异性引物，包含如seqid no.3所示的上游引物，以及如seq id no.4所示的下游引物。

9、本发明还公开了上述γ-humulene萜类合酶基因rritps1的重组表达载体，所述重组表达载体为pcold-tf/rritps1。

10、本发明还公开了上述γ-humulene萜类合酶基因rritps1在制备倍半萜类化合物γ-humulene中的应用，包括在细胞中转入所述刺梨倍半萜合酶基因rritps1，在宿主细胞中表达刺梨倍半萜合酶，刺梨倍半萜合酶促进倍半萜化合物γ-humulene的合成。

11、所述倍半萜类化合物为γ-humulene。

12、作为改进，本发明的有益效果为：本发明所提供的萜类合酶基因rritps1是首次从刺梨植物种克隆制备所得，且产物为单产物γ-humulene。rritps1是合成γ-humulene途径的关键调控基因，该酶可以法尼基焦磷酸酯(fpp)为底物进行环化合成大环倍半萜γ-humulene。利用本发明所提供的基因可以通过基因工程技术大量合成倍半萜成分γ-humulene，对于满足γ-humulene面临的巨大市场需求提供有效方法。