竹黄菌Shiraia sp.SUPERH-168竹红菌素聚酮合成酶基因克隆及序列分析

【作者】 邓华祥； 常魁敏； 廖祥儒； 管政兵； 蔡宇杰；

【机构】 江南大学生物工程学院；

【摘要】 竹黄菌主要寄生于箭竹属和短穗竹属竹子植物。可用于治疗虚寒胃痛、风湿性关节炎、气管炎、百日咳、坐骨神经痛、跌打损伤及贫血头痛等病症。竹红菌素主要从天然竹黄中提取,主要包括竹红菌甲素(hypocrellineA)和竹红菌乙素(hypocrelline B)等多种苝醌类衍生物的混合物。竹红菌素与金丝桃素结构相似,许多学者对其比较研究表明,两者具有类似的作用机理,均是通过光照激活产生活性氧从而达到治的目的,在医领域具有抗肿瘤的功能和抗HIV、HSV等病毒的功能;作为一类新型农药,用于杀灭棉铃虫;因其色价高、色泽鲜红、着色能力强等特点,有良好的保健功效,因此在食品领域也具备广泛的应用。本实验优化产竹红菌素最优液态发酵培养基(g/L):马铃薯200,可溶性淀粉20,酵母粉6,五水合硫酸铜0.6,磷酸二氢钾0.4,七水合硫酸镁0.4。在该培养条件下,借助Trizol试剂盒,提取RNA,并运用RT-PCR技术扩增得到合成竹红菌素聚酮合成酶cDNA序列,并克隆到T18载体。生物信息学预测结果表明,该酶含有2167个氨基酸,8个内含子区域(分别为49,72,53,65,54,53 bp),6个N-糖基化位点。NCBI blast比对显示,竹黄菌竹红菌素聚酮合成酶与其他真菌聚酮合成酶具有较低的同源性(与cercosporin polyketide synthase同源性为54%,与Colletotrichum orbiculare MAFF 240422同源性为46%)。该酶为部分还原的聚酮合成酶(partial reducing polyketide synthase,PR PKS),含有如下6个典型的保守结构域:酮脂酰合成酶(β-ketoacyl synthase,KS)、酰基转移酶(Acyl transferase,AT)、酰基转移蛋白(Acyl carrier protein,ACP)、脱水酶(dehydratase,DH)、硫酯酶(Thioesterase,TE)结构域。竹黄菌Shiraia sp.SUPERH-168竹红菌素聚酮合成酶编码序列载体的构建为后期研究竹红菌素代谢合成机理提供了原料基础,从分子水平,为解决自然界药用真菌中提取竹红菌素产量受限的问题,提供理论基础。更多还原