太子参环肽HA生物合成关键酶基因PhAEP的克隆与功能验证

为研究天冬酰胺内肽酶(AEP)基因在太子参环肽类化合物生物合成机制中的作用,对太子参转录组数据库进行系统挖掘和筛选,成功克隆到1条AEP基因,暂命名为PhAEP,本氏烟草异源功能验证表明该基因的表达在太子参环肽HA的生物合成中发挥着作用.生物信息学分析表明,PhAEP基因的cDNA全长为1488 bp,编码495个氨基酸,相对分子质量为54.72 kDa.系统进化树结果发现PhAEP编码的氨基酸序列与蝶豆Butelase-1酶的序列相似度较高,达到80％.多序列同源比对与环化酶活性位点分析发现PhAEP酶可能具有特异性水解太子参环肽HA线性前体肽中核心肽C端Asn/Asp(Asx)位点,进而参与线性前体肽成环的功能.实时荧光定量PCR检测结果表明PhAEP在果实中表达量最高,根中次之,叶中表达量最低.烟草瞬时共表达太子参环肽HA前体基因PrePhHA与PhAEP的材料中检测到有太子参环肽HA生成.该研究成功克隆到太子参环肽HA生物合成关键酶基因PhAEP,为进一步解析PhAEP酶在太子参环肽HA生物合成的分子机制奠定基础,对太子参环肽类化合物的合成生物学研究有重要意义.