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1、药学学报ActaPharmaceuticaSinica2015,50(5):621−626·621·曼地亚红豆杉IPI基因克隆与功能鉴定1,21,2341,2*申甜,邱飞,陈敏,兰小中,廖志华(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)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(isop
2、entenyldiphosphateisomerase,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(GenBank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cDNA全长1232bp,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
3、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:TmIPI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。关键词:曼地亚红豆杉;紫杉醇;异戊烯基焦磷酸异构酶;功能验证中图分类号:R931文献标识码:A文章编号:0513-4870(2015)05-0621-06Cloningandfunction
4、alcharacterizationofacDNAencodingisopentenyldiphosphateisomeraseinvolvedintaxolbiosynthesisinTaxusmedia1,21,2341,2*SHENTian,QIUFei,CHENMin,LANXiao-zhong,LIAOZhi-hua(1.SchoolofLifeSciences,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China;2.SWU-TAAHCMedicinalPl
5、antJointR&DCentre,Chongqing400715,China;3.CollegeofPharmaceuticalSciences,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China;4.SchoolofFoodSciences,TibetAgriculturalandAnimalHusbandryCollege,Nyingchi860000,China)Abstract:Taxolisoneofthemostpotentanti-canceragen
6、ts,whichisextractedfromtheplantsofTaxusspecies.Isopentenyldiphosphateisomerase(IPI)catalyzesthereversibletransformationbetweenIPPandDMAPP,bothofwhicharethegeneral5-carbonprecursorsfortaxolbiosynthesis.Inthepresentstudy,anewgeneencodingIPIwasclonedfromT
7、axusmedia(namelyTmIPIwiththeGenBankAccessionNumberKP970677)forthefirsttime.Thefull-lengthcDNAofTmIPIwas1232bpsencodingapolypeptidewith233aminoacids,inwhichtheconserveddomainNudixwasfound.BioinformaticanalysisindicatedthatthesequenceofTmIPIwashighlysimi
8、lartothoseofotherplantIPIproteins,andthephylogeneticanalysisshowedthatthereweretwocladesofplantIPIproteins,includingIPIsofangiospermplantsandIPIsofgymnospermplants.TmIPIbelongedtothecladeofgymnospermplantIPIs,andthiswasconsistentwiththe
