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桑科植物菠萝蜜(Artocarpus heterphyllus Lam.)中富含各类芳香化合物,是异戊烯基类黄酮的重要来源。侧链异戊烯基的引入,增加了底物的亲脂性,使之快速通过细胞膜作用到靶点位置,从而增加其生物活性。天然存在的异戊烯基类黄酮具有类雌激素活性、免疫抑制活性、抗癌活性、抗炎活性、抗氧化活性等。然而自然界中的异戊烯基类黄酮十分有限,生物合成是获得该类物质的重要途径。而类黄酮异戊烯基转移酶则是生物合成异戊烯基类黄酮的关键。本研究基于菠萝蜜转录组的生物学信息,筛选并克隆出了3个菠萝蜜异戊烯基转移酶AhPTs基因全长,通过构建酿酒酵母真核表达体系对AhPTs进行功能验证,主要研究内容及结果如下: 1、成功鉴定出菠萝蜜类黄酮异戊烯基转移酶AhPTs的基因信息和蛋白特性。基于转录组数据,克隆了3条具有完整编码框的菠萝蜜异戊烯基转移酶的cDNA序列,分别命名为AhPT1、AhPT6、AhPT8。对上述AhPTs基因进行了相关的生物信息学分析,预测显示AhPTs基因编码的蛋白产物均属于含转运肽的膜蛋白,存在两个保守功能区域。AhPT1、AhPT6、AhPT8的保守功能区域分别为:NQLYDIDID和KDIPDIDGD、NQLFDADID和KDLTDVEGD、NQIYDIGID和KDLPDVEGD。 2、构建表达载体pYES2.1TOPO-AhPTs并转化至酿酒酵母BJ2168,进行外源表达。由于转运肽的切除可能会提高蛋白质的生物活性,因此将AhPT6及AhPT8的转运肽切除并进行过表达。结果表明,AhPT1及AhPT8没有催化活性,AhPT6转运肽切除不能提高其催化效率。 3、AhPT6催化特性如下:AhPT6需要二价阳离子作为辅助因子,其中Ca2+是最理想的辅助因子。其最适反应pH为9.5。AhPT6密码子优化序列在酿酒酵母系统中的表达产物没有催化活性。AhPT6可催化供体DMAPP的异戊烯基转移到底物染料木素、异甘草素、2,4-二羟基查尔酮、6-羟基黄酮上。