加物是:提高酶活性或抑制酶活性 的添加物。
[0093] 在另一优选例中,所述的用于调节酶活性的添加物选自下组:Ca' Co' Mn' Ba' Al3+、Ni2+、Zn2+、SFe2+。
[0094] 在另一优选例中,所述的用于调节酶活性的添加物是:可以生成Ca2+、Co' Mn' Ba' Al' Ni' Zn' 或 Fe2+的物质。
[0095] 在另一优选例中,所述的糖基供体是核苷二磷酸糖,选自下组:UDP-葡萄糖, ADP-葡萄糖,TDP-葡萄糖,CDP-葡萄糖,⑶P-葡萄糖,UDP-乙酰基葡萄糖,ADP-乙酰基葡 萄糖,TDP-乙酰基葡萄糖,⑶P-乙酰基葡萄糖,⑶P-乙酰基葡萄糖,UDP-木糖,ADP-木糖, TDP-木糖,CDP-木糖,⑶P-木糖,UDP-木糖,UDP-半乳糖醛酸,ADP-半乳糖醛酸,TDP-半 乳糖醛酸,⑶P-半乳糖醛酸,⑶P-半乳糖醛酸,UDP-半乳糖,ADP-半乳糖,TDP-半乳糖, CDP-半乳糖,⑶P-半乳糖,UDP-阿拉伯糖,ADP-阿拉伯糖,TDP-阿拉伯糖,CDP-阿拉伯糖, ⑶P-阿拉伯糖,UDP-鼠李糖,ADP-鼠李糖,TDP-鼠李糖,CDP-鼠李糖,⑶P-鼠李糖,或其他 核苷二磷酸己糖或核苷二磷酸戊糖,或其组合。
[0096] 在另一优选例中,所述的糖基供体是尿苷二磷酸糖,选自下组:UDP-葡萄糖, UDP-木糖,UDP-半乳糖醛酸,UDP-半乳糖,UDP-阿拉伯糖,UDP-鼠李糖,或其他尿苷二磷酸 己糖或尿苷二磷酸戊糖,或其组合。
[0097] 在另一优选例中,反应体系的pH为:ρΗ4· 0-10. 0,优选pH为5. 5-9. 0。
[0098] 在另一优选例中,反应体系的温度为:10°C -105°C,优选20°C -50°C。
[0099] 在另一优选例中,所述的达玛稀二醇合成代谢途径中的关键基因包括(但不限 于):达玛烯二醇合成酶基因。
[0100] 在另一优选例中,所述的原人参二醇合成代谢途径中的关键基因包括(但不限 于):达玛烯二醇合成酶基因、细胞色素 P450 CYP716A47基因和其的还原酶基因,或其组 入 口 〇 〇
[0101] 在另一优选例中,所述的原人参三醇合成代谢途径中的关键基因包括(但不限 于):达玛烯二醇合成酶基因、细胞色素 P450 CYP716A47基因及其还原酶基因、及细胞色素 P450 CYP716A53V2基因及其还原酶基因,或其组合。
[0102] 在另一优选例中,所述的人参皂苷Rh2合成代谢途径中的关键基因包括(但不限 于):达玛烯二醇合成酶基因、细胞色素 P450 CYP716A47基因及其还原酶基因、四环三萜 C-3位糖基转移酶基因 UGTPg45,或其组合。
[0103] 在另一优选例中,所述的人参皂苷Rhl合成代谢途径中的关键基因包括(但不限 于):达玛烯二醇合成酶基因、细胞色素 P450 CYP716A47基因及其还原酶基因、及细胞色素 P450 CYP716A53V2基因及其还原酶基因、四环三萜C-6位的糖基转移酶基因 UGTPglOO,或 其组合。
[0104] 在另一优选例中,所述糖基催化反应的底物分别为式(I)、或(III)化合物,且所 述的产物分别为(II)、或(IV)化合物;
[0105] 在另一优选例中,所述的式(I)化合物为人参皂苷Rh2,并且式(II)化合物为人参 皂苷Rg3 ;
[0106] 或,所述的式(I)化合物为人参皂苷Rh2,并且式(II)化合物为3-〇-f3-(D-xylop yranosyl)-β -(D-glucopyranosyl)-PPD ;
[0107] 或,所述的式(I)化合物为人参皂苷F2,并且式(II)化合物为人参皂苷Rd ;
[0108] 或,所述的式(I)化合物为人参皂苷F2,并且式(II)化合物为3-0-β -(D-xylopy ranosyl)-β -(D-glucopyranosyl)-CK ;
[0109] 或,所述的式(III)化合物为人参皂苷Rhl,并且式(IV)化合物为人参皂苷Rf ;
[0110] 或,所述的式(III)化合物为人参皂苷Rhl,并且式(IV)化合物为人参皂苷Rg2 ;
[0111] 或,所述的式(V)化合物为人参皂苷Rg3,并且式(VI)化合物为3-〇-f3-(D-xylop yranosyl)-β -(D-glucopyranosyl)-PPD ;
[0112] 或,所述的式(V)化合物为人参皂苷Rd,并且式(IV)化合物为3-0-β -(D-xylopy ranosyl) - β - (D-glucopyranosyl) -CK。在本发明的第七方面,提供了 一种遗传工程化的宿 主细胞,所述的宿主细胞含有本发明第四方面所述的载体,或其基因组中整合本发明第三 方面所述的多核苷酸。
[0113] 在另一优选例中,所述的糖基转移酶为如本发明第二方面中所述的多肽或其衍生 多肽。
[0114] 在另一优选例中,编码所述糖基转移酶的核苷酸序列如本发明第三方面所述。
[0115] 在另一优选例中,所述的细胞为原核细胞或真核细胞。
[0116] 在另一优选例中,所述的宿主细胞为真核细胞,如酵母细胞或植物细胞。
[0117] 在另一优选例中,所述的宿主细胞为酿酒酵母细胞。
[0118] 在另一优选例中,所述的宿主细胞原核细胞,如大肠杆菌。
[0119] 在另一优选例中,所述的宿主细胞为人参细胞。
[0120] 在另一优选例中,所述的宿主细胞不是天然产生式(II),(IV),(VI),(VIII), (II),(IIII)化合物的细胞。
[0121] 在另一优选例中,所述的宿主细胞不是天然产生稀有人参皂苷Rg3和/或稀有人 参皂苷Rf和/或稀有人参皂苷Rg2,和/或新的人参皂苷3-0-β -(D-xylopyranosyl)-f3 -(D-glucopyranosyl)-PPD 和 3-〇-β -(D-xylopyranosyl)-β -(D-glucopyranosyl)-CK 等 的细胞。
[0122] 在另一优选例中,所述的达玛稀二醇合成代谢途径中的关键基因包括(但不限 于):达玛烯二醇合成酶基因。
[0123] 在另一优选例中,所述的宿主细胞含有原人参二醇合成代谢途径中的关键基因包 括(但不限于):达玛烯二醇合成酶基因、细胞色素 P450 CYP716A47基因及其还原酶基因, 或其组合。
[0124] 在另一优选例中,所述的宿主细胞含有原人参三醇合成代谢途径中的关键基因包 括(但不限于):达玛烯二醇合成酶基因、细胞色素 P450 CYP716A47基因及其还原酶、P450 CYP716A47的还原酶基因及其基因,或其组合。。
[0125] 在另一优选例中,所述的人参皂苷Rh2合成代谢途径中的关键基因包括(但不限 于):达玛烯二醇合成酶基因、细胞色素 P450 CYP716A47基因及其还原酶基因、四环三萜 C-3位糖基转移酶基因 UGTPg45,或其组合。
[0126] 在另一优选例中,所述的人参皂苷Rhl合成代谢途径中的关键基因包括(但不限 于):达玛烯二醇合成酶基因、细胞色素 P450 CYP716A47基因及其还原酶基因、及细胞色素 P450 CYP716A53V2基因及其还原酶基因、四环三萜C-6位的糖基转移酶基因 UGTPglOO,或 其组合。
[0127] 在本发明的第八方面,提供了第八方面所述的宿主细胞的用途,用于制备酶催化 试剂,或生产糖基转移酶、或作为催化细胞、或产生式(II)、(IV)或(VI)。
[0128] 在另一优选例中,所述的宿主细胞用于通过对人参皂苷Rh2、F2、Rg3、Rd和/或人 参阜苷 Rhl、Rgl 的糖基化反应,生产新阜苷 3-〇-β - (D-xylopyranosyl)-P - (D-glucopyr anosyI) -PF1D 和 3-〇- β -(D_xylopyranosyI) - β -(D-glucopyranosyI) -CKII 和 / 或稀有人 参皂苷Rg3和/或稀有人参皂苷Rf和/或稀有人参皂苷Rg2。
[0129] 在本发明的第九方面,提供了一种产生转基因植物的方法,包括步骤:将第八方 面所述的遗传工程化的宿主细胞再生为植物,并且所述的遗传工程化的宿主细胞为植物细 胞。
[0130] 在另一优选例中,所述的遗传工程化的宿主细胞为人参细胞。
[0131] 应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具 体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在 此不再一一累述。
【附图说明】
[0132] 下列附图用于说明本发明的具体实施方案,而不用于限定由权利要求书所界定的 本发明范围。
[0133] 图 1 显示(a) gGT29/gGT29-3 基因和(b) gGT29-4/gGT29-5/gGT29-6 和 gGT29-7 基 因 PCR产物的琼脂糖凝胶电泳图。(b)泳道1,核酸Marker ;泳道2, gGT29/gGT29-3基因 PCR 产物;(b)泳道 1,gGT29-4/gGT29-5/gGT29-6 基因 PCR 产物;泳道 2, gGT29-7 基因 PCR 产物;泳道3,核酸Marker。
[0134] 图2显示SDS-PAGE检测gGT29和gGT29-3在酿酒酵母中的表达;泳道1,空载 体PYES2重组子的裂解液上清;泳道2, gGT29-pYES2酵母重组子的裂解液上清;泳道3, gGT29-3-pYES2酵母重组子的裂解液上清。
[0135] 图3显示Western Blot检测gGT29和gGT29-3在酿酒酵母中的表达;泳道1,空 载体PYES2重组子的裂解液上清;泳道2, gGT29-pYES2酵母重组子的裂解液上清;泳道3, gGT29-3-pYES2酵母重组子的裂解液上清。
[0136] 图4显示糖基转移酶gGT29和gGT29-3催化人参皂苷Rh2和F2的产物的TLC检测 图谱;泳道1,pro及pro类型皂苷混合标样,泳道2, gGT29粗酶液(gGT29-pYES2酵母重组 子的裂解液上清)催化Rh2生成Rg3,泳道3, gGT29粗酶液催化Rh2对照,加入pYES2空质 粒酵母重组子裂解液替代酶液;泳道4, gGT29催化F2生成Rd,泳道5, gGT29催化F2对照, 加入PYES2空质粒酵母重组子裂解液替代酶液;泳道6, gGT29-3粗酶液(gGT29-3-pYES2酵 母重组子的裂解液上清)催化Rh2生成Rg3 ;泳道7, gGT29-3粗酶液催化F2生成RcL
[0137] 图5显示糖基转移酶gGT29和BvUGT73C10或gGT29和UGTPg45联合催化PH)产物 的TLC检测;(a) gGT29和BvUGT73C10联合催化PPD,泳道I,PH)及PH)类型皂苷混合标样; 泳道 2, BvUGT73C10 催化 PPD 生成 Rh2 ;泳道 3, gGT29 催化 Rh2 生成 Rg3 ;泳道 4, BvUGT73C10 和gGT29联合催化PH)生成Rg3 ; (b) gGT29和UGTPg45联合催化PPD,泳道I,PH)及PH)类 型皂苷混合标样;泳道2, UGTPg45催化PH)生成Rh2 ;泳道3, PPD ;泳道4, UGTPg45和gGT29 联合催化PH)生成Rg3。
[0138] 图6显示糖基转移酶BvUGT73C10和gGT29分别催化20 (R) -PPD和20 (R) -PPD以 及联合催化20 (R)-pro的产物TLC检测图谱;泳道1,BVUGT73C10催化20 (R)-pro生成 20 (R) -Rh2 ;泳道 2, gGT29 催化 20 (R) -Rh2 生成 20 (R) -Rg3 ;泳道 3, BvUGT73C10 和 gGT29 联 合催化 20 (R) -PH)生成 20 (R) -Rg3。
[0139] 图7显示糖基转移酶gGT29和BvUGT73C10或gGT29和UGTPg45联合催化PH)产物 的的HPLC检测结果。第一行,Rg3, Rh2和PH)混合标准样品;第二行,gGT29和BvUGT73C10 联合催化PPD,第三行,gGT29和UGTPg45联合催化PPD。
[0140] 图8显示糖基转移酶gGT29和BvUGT73C10或gGT29和UGTPg45联合催化PPD的 产物LC/MS检测结果。显示了标准样品Rg3的质谱图和图7中Pl峰(gGT29和BvUGT73C10 联合催化PH)的产物)和P2峰(gGT29和UGTPg45联合催化PH)的产物产物峰)的质谱图。
[0141] 图9显示产Rg3酵母工程菌A2细胞裂解液抽提物的HPLC检测结果,第一行样品: 原人参二醇(pro)、达玛烯二醇(DM),人参皂苷Rh2和Rg3的混合标准样品;第二行样品:产 Rg3酵母工程菌A2细胞裂解液抽提物。
[0142] 图 10 显示 SDS-PAGE 检测 gGT29-4, gGT29-5, gGT29-6, gGT29-7 在重组大肠杆菌 中的表达。泳道1,gGT29-4-pET28a重组大肠杆菌体裂解总蛋白;泳道2, gGT29-4-pET28a 重组大肠杆菌体裂解上清;泳道3, gGT29-5-pET28a重组大肠杆菌体裂解总蛋白;泳道4, gGT29-5-pET28a重组大肠杆菌体裂解上清;泳道5, gGT29-6-pET28a重组大肠杆菌体裂解 总蛋白;泳道6, gGT29-6-pET28a重组大肠杆菌体裂解上清;泳道7, gGT29-7-pET28a重组 大肠杆菌体裂解总蛋白;泳道8,gGT29-7-pET28a重组大肠杆菌体裂解上清;泳道9,蛋白分 子量 Marker。
[0143] 图 11 显示 Western Blot 检测 gGT29-4, gGT29-5, gGT29-6, gGT29-7 在重组大肠杆 菌中的表达。泳道I,gGT29-4-pET28a重组大肠杆菌体裂解总蛋白;泳道2,gGT29-4-pET28a 重组大肠杆菌体裂解上清;泳道3, gGT29-5-pET28a重组大肠杆菌体裂解总蛋白;泳道4, gGT29-5-pET28a重组大肠杆菌体裂解上清;泳道5, gGT29-6-pET28a重组大肠杆菌体裂解 总蛋白;泳道6, gGT29-6-pET28a重组大肠杆菌体裂解上清;泳道7, gGT29-7-pET28a重组 大肠杆菌体裂解总蛋白;泳道8, gGT29-7-pET28a重组大肠杆菌体裂解上清。
[0144] 图 12 显示糖基转移酶 gGT29-4, gGT29-5, gGT29-6, gGT29-7 分别催化 Rh2 和 F2 的产物TLC检测图谱。泳道Rh2表示用皂苷Rh2为底物;泳道F2表示用皂苷F2为底物。 gGT29-4, gGT29-5, gGT29-6, gGT29-7表示用不同的酶液进行催化反应。
[0145] 图13显示糖基转移酶gGT29-4, gGT29-5, gGT29-6, gGT29-7分别催化Rhl的产物 TLC检测图谱。(a)泳道1,2和3分别代表糖基转移酶gGT29-4, gGT29-5和gGT29-6分别催 化Rhl的产物,泳道4代表原人参三醇型皂苷混合标样;(b)泳道1代表糖基转移酶gGT29-7 催化Rhl的产物,泳道2代表原人参三醇型皂苷混合标样。
[0146] 图14显示了显示糖基转移酶gGT29_7与其突变蛋白 gGT29-7-N343G, gGT29-7-A359P 和 gGT29-7-N343G/A359P 催化 Rhl 的检测结果(同时使用 UDP-葡萄糖和UDP-鼠李糖作为糖基供体)。第一行,Rgl,Rf, Rg2和Rhl混合标准样品; 第二行,gGT29-7 催化 Rhl ;第三行,gGT29-7-N343G 催化 Rhl ;第四行,gGT29-7-A359P 催化 Rhl ;第五行,gGT29-7-N343G/A359P 催化 Rhl。
[0147] 图15显示糖基转移酶gGT29_3和gGT29_14以UDP-xylose为糖基供体,催化人参 皂苷Rh2, Rg3和Rd产物的TLC检测图谱;(A)以表达空载体pET28a的肠杆菌裂解液上清 作为酶液进行催化;(B)以表达pET28a-gGT29-3的肠杆菌裂解液上清作为酶液进行催化; (C)以表达pET28a-gGT29-14的肠杆菌裂解液上清作为酶液进行催化。泳道Rh2,Rg3和Rd 分别表示用皂苷Rh2, Rg3和Rd作为底物,泳道M代表原人参二醇型皂苷混合标准。
【具体实施方式】
[0148] 本发明人经过广泛而深入的研究,首次提供糖基转移酶gGT29_7(SEQ ID NO. :61) 及其衍生多肽,如 gGT29(SEQ ID N0.:26),gGT29-3(SEQ ID N0.:28),gGT29-4(SEQ ID NO. :55),gGT29-5(SEQ ID NO. :57),gGT29-6(SEQ ID NO. :59),gGT29-8(SEQ ID NO. :72), gGT29-9(SEQ ID N0.:74),gGT29-10(SEQ ID N0.:76),gGT29-ll(SEQ ID Ν0·:78), gGT29-12(SEQ ID N0.:80),gGT29-13(SEQ ID N0.:82)gGT29-14(SEQ ID Ν0·:84)、 gGT29-15(SEQ ID N0.:86)、gGT29-16(SEQ ID N0.:88)、gGT29-17(SEQ ID Ν0·:90)、 gGT29-18(SEQ ID N0.:92)、gGT29-7-N343G(SEQ ID N0.:93)、gGT29-7-A359P(SEQ ID NO. :94)、gGT29-7-N343G/A359P(SEQ ID NO. :95)在萜类化合物糖基化催化及新皂苷合成 中的应用。具体地,本发明的糖基转移酶能特异和高效地催化四环三萜化合物底物的和/ 或将来自糖基供体的糖基转移到四环三萜