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曼地亚红豆杉IPI基因克隆与功能鉴定
  • ISSN号:0513-4870
  • 期刊名称:《药学学报》
  • 分类:R931[医药卫生—生药学;医药卫生—药学]
  • 作者机构:[1]西南大学生命科学学院,重庆400715, [2]西南大学-西藏大学农牧学院药用植物联合研发中心,重庆400715, [3]西南大学药学院,重庆400715, [4]西藏农牧学院食品科学学院,西藏林芝860000
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(31070266).
中文摘要:

紫杉醇(taxol)是从裸子植物红豆杉中提取的具有抗癌作用的天然药物。异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IPI)是紫杉醇生物合成途径上催化IPP和二甲基烯丙基焦磷酸(DMAPP)之间进行可逆转化的异构酶。本研究从曼地亚红豆杉中首次克隆了编码IPI蛋白的基因序列(Gen Bank登录号为KP970677),并对其进行详细的生物信息学分析。研究表明,本研究所获得的IPI基因c DNA全长1 232 bp,编码233个氨基酸,包含Nudix保守结构域,与其他物种的IPI具有高度同源性;系统进化分析表明,植物IPI被分为被子植物和裸子植物两大类群,本文所研究的红豆杉IPI属于裸子植物IPI类群,该结果与红豆杉属于裸子植物这一事实相符;Southern杂交结果表明:Tm IPI是紫杉醇等萜类生物合成途径IPI家族成员。功能验证结果表明:在大肠杆菌中过量表达IPI推动代谢流向下游流动,促进β-胡萝卜素的生物合成,说明IPI在紫杉醇等萜类相关产物生物合成中是一个重要的调节因子。

英文摘要:

Taxol is one of the most potent anti-cancer agents, which is extracted from the plants of Taxus species. Isopentenyl diphosphate isomerase (IPI) catalyzes the reversible transformation between IPP and DMAPP, both of which are the general 5-carbon precursors for taxol biosynthesis. In the present study, a new gene encoding IPI was cloned from Taxus media (namely TmIPI with the GenBank Accession Number KP970677) for the first time. The full-length cDNA of TmIPI was 1 232 bps encoding a polypeptide with 233 amino acids, in which the conserved domain Nudix was found. Bioinformatic analysis indicated that the sequence of TmIPI was highly similar to those of other plant IPI proteins, and the phylogenetic analysis showed that there were two clades of plant IPI proteins, including IPIs of angiosperm plants and IPIs of gymnosperm plants. TmlPI belonged to the clade of gymnosperm plant IPIs, and this was consistent with the fact that Taxus media is a plant species of gymnosperm. Southern blotting analysis demonstrated that there was a gene family of IPI in Taxus media. Finally, functional verification was applied to identify the function of TmlPI. The results showed that biosynthesis of β-carotenoid was enhanced by overexpressing TmlPI in the engineered E. coli strain, and this suggested that TmlPI might be a key gene involved in isoprenoid/terpenoid biosynthesis.

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期刊信息
  • 《药学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国药学会 中国药学科学院药物研究所
  • 主编:王晓良
  • 地址:北京市先农坛街1号
  • 邮编:100050
  • 邮箱:yxxb@imm.ac.cn
  • 电话:010-63026192
  • 国际标准刊号:ISSN:0513-4870
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2163/R
  • 邮发代号:2-233
  • 获奖情况:
  • 国家期刊奖,国家“双高”期刊,2002年为第2届国家期刊奖百种重点科技期刊并获第3...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国国际药学文摘,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,荷兰医学文摘,美国生物医学检索系统,美国生物科学数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:37721