西洋参cDNA文库构建及表达序列标签(EST)分析

为研究西洋参根的基因表达谱和挖掘其功能基因， 采用表达序列标签(EST)技术首次建立了四年生西洋参根的EST文库。通过BLAST与Gene Ontology分析获得与人参皂苷生物合成相关、 编码P450和糖基转移酶等的基因序列11个， 与生长素调节生长发育相关、 编码生长素响应因子4和生长素调节蛋白等的基因6个， 与水分胁迫相关、 编码蛋白dehydrin和DC2.15 like蛋白等的基因7个， 与编码抗氧化酶如peroxidase和catalase相关的基因6个。另外， 从西洋参根的EST文库获得抗病基因12个， 分别编码转录因子WRKY家族蛋白和ribonuclease蛋白家族， 62个EST是其他物种尚未报道的新基因。可见， EST技术作为功能基因组研究的重要手段可在西洋参功能基因的开发与研究中发挥重要作用， 这些基因的发现为进一步克隆基因全长、 研究基因功能、 改良西洋参品质、 阐明西洋参生长缓慢的分子机制等方面奠定了基础。     

人参皂苷生物合成相关糖基转移酶研究基本策略及进展

人参、西洋参和三七等传统中药材因其广泛且良好的药理活性一直倍受关注,而人参皂苷是其主要活性成分。糖基转移酶是催化人参皂苷生物合成最后一步的关键酶。人参皂苷苷元经过糖基转移酶的修饰,产生了复杂多样的人参皂苷,从而具有广泛的药理活性。目前人们已通过合成生物学技术实现了人参皂苷苷元和稀有人参皂苷compound K的合成。人参皂苷苷元的糖基化作为人参皂苷生物合成途径的最后一步,是整个合成途径中最重要的环节之一,近年来也取得了一些研究进展。本文介绍了人参皂苷生物合成途径中相关糖基转移酶研究的基本策略,并对相关进展进行了综述,为人参皂苷生物合成途径的深入解析及通过合成生物学途径获得人参皂苷提供理论参考。     

药用植物中鲨烯环氧酶基因的研究进展

鲨烯环氧酶(SE)存在于内质网的微粒体中,在鲨烯转变为环氧化鲨烯的生物过程中作为生物催化剂起催化作用。而环氧化鲨烯是从鲨烯生成环阿屯醇、香树素、羊毛甾醇等的过程中重要的中间产物。SE的活性决定了环氧化鲨烯的生物合成的效率,继而,以环氧化鲨烯作为前体的各类甾体皂苷、三萜皂苷、甾醇等化合物的生物合成也随之受其影响,后续产物的产量取决于它的含量和活性。因此SE被认为是甾体皂苷生物合成途径中的一个非常重要的调控酶,已在多种植物中克隆出并进行了初步功能鉴定。该文概述几个重要药用植物的SE基因的克隆及原核表达,为从其他药用植物中克隆SE基因提供一定的参考依据及方法思路。     

三七PnUGT1基因的全长cDNA克隆和生物信息学分析

本研究通过对三七的转录组高通量测序结果进行分析,采用5’-RACE和RT-PCR方法,对其中一条可能参与三萜皂苷合成的UDP-糖基转移酶基因转录本(Pn02086)进行全长克隆,预测了该基因编码蛋白的理化性质、保守结构域等,并对其进行了进化分析。通过全长克隆,得到一条开放阅读框为1 488 bp的cDNA序列,命名为PnUGT1,GenBank登录号JX018210。该基因编码495个氨基酸,蛋白分子量为55.453 kD,属于不稳定蛋白。二级结构中α-螺旋占36.16%、β-折叠占11.31%、无规卷曲占52.53%。InterProScan预测该蛋白具有7个保守结构域,包括在植物次生代谢产物中相关糖基转移酶特有的PSPG保守基序。该蛋白不具有信号肽和跨膜区,最有可能定位在细胞质中。序列比对和进化关系分析表明,该蛋白和蒺藜苜蓿三萜合成相关的UDP-糖基转移酶AAW56092的亲缘关系较近,PSPG保守区域的相似性为66%。该基因在三七叶中表达量较在花、茎和根中的表达量高。推测PnUGT1基因可能参与了三七皂苷的合成。     

植物皂苷生物合成中UGT功能研究进展

植物皂苷(Saponins)是广泛存在于绝大多数植物体中不可或缺的一类次生代谢产物。其中多种植物皂苷具有重要的药理活性。尽管皂苷的生物合成途径还未彻底解析,但近年来,皂苷生物合成途径研究,尤其是合成途径下游多基因家族编码酶催化的反应,取得了很大进展。目前,已在个别植物中克隆到了催化个别单体皂苷生物合成的UGT基因,其功能研究取得了一定进展。本文就皂苷合成途径下游催化皂苷元糖基化的糖基转移酶基因克隆和功能研究做一综述,为加快皂苷生物合成途径的解析提供借鉴。     

长梗绞股蓝的化学成分研究

自长梗绞股蓝( Gynostemma longipes C.Y.Wu )的地上部分分得一个新的三萜皂甙,经化学方法和光谱分析确定其化学结构为19-氧化-3β,20(S),21-三羟基达玛烷-24-烯-3-O-｛[α-L-吡喃鼠李糖基(1→2)][β-D-吡喃木糖基(1→3)]｝α-L-阿拉伯糖甙,命名为长梗绞股蓝皂甙I(gylongiposideI)。     

海洋链霉菌Streptomyces parvus SCSIO Mla-L010中大环内酰胺类抗生素vicenistatin的糖基定向改造

目的 利用海洋链霉菌Streptomyces parvus SCSIO Mla-L010中糖基转移酶的底物宽泛性对vicenistatin进行糖基定向化改造.方法 采用组合生物合成技术分别将其他糖苷类天然产物生物合成途径中的糖基合成基因导入到SCSIO Mla-L010菌株中,构建糖基合成基因异源表达重组菌株;以有机溶...     

广金钱草糖基转移酶基因GsUGT9的克隆和生物信息学分析

目的 从广金钱草中克隆得到一个糖基转移酶基因GsUGT9,并进行生物信息学分析。方法 基于广金钱草的转录组数据,设计特异性引物从广金钱草cDNA中扩增出一个候选糖基转移酶基因,通过生物信息学软件分析其序列信息。结果 成功克隆得到广金钱草糖基转移酶基因GsUGT9,全长1 509 bp,编码的蛋白由502个氨基酸组成。结论 成功从广金钱草中克隆一个糖基转移酶基因GsUGT9,为后续对其进行功能验证研究奠定了基础。     

西洋参茎叶总皂苷氧化裂解的一侧链环合产物

目的研究西洋参茎叶总皂苷的氧化碱解产物。方法采用反复硅胶柱色谱、Sephadex LH-20、重结晶等方法进行分离纯化,并根据理化常数和光谱数据鉴定其化学结构。结果从西洋参茎叶总皂苷氧化碱解产物中分离鉴定了4个主要水解产物,分别为:20(S)原人参二醇(1)、24(R)-ocotillol(2)、20(S)原人参三醇(3),dammar-20S,24R-epoxy-3β,12β,25-triol(4)。结论化合物4为首次从氧化碱解产物中分离得到,探讨其产生机理,可能是在高温通氧的条件下,使原人参二醇的侧链发生了环合。     

西洋参茎叶总皂苷氧化裂解的一侧链环合产物

目的 研究西洋参茎叶总皂苷的氧化碱解产物.方法 采用反复硅胶柱色谱、Sephadex LH-20、重结晶等方法进行分离纯化,并根据理化常数和光谱数据鉴定其化学结构.结果 从西洋参茎叶总皂苷氧化碱解产物中分离鉴定了4个主要水解产物,分别为:20(S)原人参二醇(1)、24(R)-ocotillol(2)、20(S)原人参三醇(3),dammar-20S,24 R-epoxy-3β,12β,25-triol(4).结论 化合物4为首次从氧化碱解产物中分离得到,探讨其产生机理,可能是在高温通氧的条件下,使原人参二醇的侧链发生了环合.     

三萜皂苷合成生物学元件的初步开发:三七鲨烯环氧酶编码基因克隆及表达模式分析

中药合成生物学是将合成生物学思路引入中药天然产物次生代谢途径研究的一门新兴学科,其发展初期的首要任务是进行元件的开发与标准化,建立标准化的合成生物学元件库。三七(Panax notoginseng)作为人参属重要的药用植物,具有较高的药用价值,其主要活性成分是三萜皂苷。鲨烯环氧酶(squalene epoxidase)被认为是三萜皂苷与植物甾醇次生代谢途径中的关键限速酶,是三萜皂苷合成生物学研究的重要元件之一。本研究克隆获得三七中两种类型的鲨烯环氧酶编码基因(PnSE1、PnSE2),对其进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR(real-time PCR)方法检测其在4年生三七不同组织部位的表达模式,以及受茉莉酸甲酯(MeJA)诱导处理后基因的表达量变化,为实现中药合成生物学元件挖掘与开发奠定基础。PnSE1基因与PnSE2基因预测编码蛋白分别包含537和545个氨基酸,序列相似性为79%,但N端(前70个氨基酸)序列不保守。PnSE1基因在根、茎、叶、花中均有表达,以花中表达丰度最高;PnSE2基因只在花中表达量显著,其余组织较弱。PnSE1基因响应MeJA诱导,诱导24 h后在叶中的表达量最大;相同诱导条件下,PnSE2基因未响应诱导,表达水平无显著变化。结果表明,PnSE1和PnSE2基因具有不同的表达模式,在三七次生代谢产物合成中起不同催化作用,推测PnSE1基因参与三萜皂苷合成途径,PnSE2基因则在甾醇合成途径中起催化作用。     

脱氧糖组合生物合成的研究进展

天然活性物质的糖基对其发挥生物活性十分重要。目前已从许多抗生素产生菌中分离出各种糖生物合成基因簇以及糖苷转移酶基因，对其生物合成途径的认识也不断深入。近年的研究结果表明抗生素的糖合成酶和糖苷转移酶具有一定的底物宽泛性。本文在总结脱氧糖生物合成基因及糖苷转移酶基因的发展概况基础上，重点综述了运用组合生物合成技术改造脱氧糖分子结构的研究进展。     

大环内酯类抗生素糖基合成及生物学功能

大环内酯类抗生素结构中的糖基基团在抑菌、生产菌自我保护和词控大环内酯类抗生素内酯环合成方面有着重要的生物学功能。了解糖基的合成途径、糖基转移酶的结构特点和糖基生物学功能对研制新结构抗生素。解决当前日益严重的致病菌耐药性问题起着重要的指导作用。通过基因工程的方法改造糖基，已经合成了一系列具有抗菌活性的新结构化合物。本文就目前所了解的糖基合成途径、糖基转移酶的结构特点和糖基重要生物学功能做一综述，并简单介绍基因工程改造糖基合成新结构抗生素的研究进展。     

西洋参PqERF1基因的克隆和生物信息学分析

乙烯响应因子(ethylene response factor,ERF)是具有PETALA2(AP2)结构域的转录因子。本研究通过西洋参(Panax quinquefolius L)的转录组高通量测序结果分析获得75条具有AP2结构域的转录因子序列,并克隆到一条开放阅读框为933对碱基的基因序列,定名为PqERF1。基因表达分析结果表明PqERF1基因受茉莉酸甲酯(MeJA)的诱导,这与人参皂苷含量的受诱导模式相同。蛋白结构预测结果表明PqERF1是定位于细胞核的具有完整保守的AP2结构域的转录因子,InterproScan蛋白功能结构域分析结果表明PqERF1很可能为发病机制相关蛋白;序列比对和进化关系分析结果也显示PqERF1与发病机制相关蛋白(烟草NtERF4)、次生代谢产物相关合成蛋白(野胡萝卜DcERF1)和花衰老相关蛋白(矮牵牛PhERF12)的相似性高,且系统进化关系较近。因此,推测PqERF1基因可能是参与西洋参次生代谢产物合成调节、抗病性和衰老相关的重要基因。     

中国辽宁栽培西洋参化学成分的研究

中国辽宁栽培西洋参(Panax quinquefolius Linn)的总皂甙用低压硅胶柱和反相Rp18Labar柱层析分离得到18种化合物,用IR,MS(FD-MS,FAB-MS),¹³C-NMR及化学方法鉴定了16种化合物的化学结构;分别为棕榈酸(1),齐墩果酸(2),胡萝卜甙(daucosterin 3),人参皂甙-Rh₁(4),—Rg₃(5),—Rg₂(6),—Rg₁(7),—Rf(8),—Re(9),—Rd(10),—Rb₂(11),—Rb₁(12)、—R₀(13),蔗糖(14),人参三糖(15)及一种新皂甙(16),结构为:20(s)原人参二醇-3-[-O-β-D-吡喃糖基(1→2)β-D-葡萄吡喃糖基(1→2)β-D-葡萄吡喃糖基],20-[-O-β-D-葡萄吡喃糖基(1→6)β-D-葡萄吡喃糖甙,命名为人参皂甙-RAO(ginsenoside-RA₀)。化合物(4)和(5)系首次从西洋参中分离出的已知皂甙。     

不同产地西洋参的主要化学成分分析

目的分析不同产地西洋参的主要化学成分。方法分别选取中国山东省、吉林省、北京市以及美国的西洋参样本,分为山东、吉林、北京和美国4组,分别通过HPLC法测定4组西洋参中的人参皂苷Rg_1、人参皂苷Re和人参皂苷Rb_1的含量,并检测水分、粗灰分、粗蛋白和无氮浸出物。结果 4组西洋参中人参皂苷Rb_1及人参皂苷Rg_1的含量均明显高于人参皂苷Re;4组皂苷总含量大小排序为:美国>吉林>山东>北京(P<0.05);4组西洋参的水分、粗灰分、粗蛋白和无氮浸出物差异有统计学意义(P<0.05)。结论不同产地西洋参的含量、水分、粗灰分、粗蛋白和无氮浸出物存在一定差异,吉林产西洋参的品质优于山东和北京。     

国产与加拿大产西洋参茎叶总皂苷促智作用的比较

目的对国产和加拿大产西洋参茎叶总皂苷在促进学习记忆、保护急性脑缺血作用方面进行比较研究。方法采用小鼠一次性训练被动回避式条件反射的方法(跳台法、避暗法)和空间辨别学习记忆实验(水迷宫法)等方法进行研究。结果国产西洋参茎叶总皂苷(20 mg.kg-1)和加拿大产西洋参茎叶总皂苷(20 mg.kg-1)可显著减少东莨菪碱致记忆获得障碍小鼠在跳台实验中的错误次数,并可不同程度地延长脑缺血再灌注小鼠在跳台及避暗中的潜伏期,显著缩短水迷宫实验中小鼠找到安全台的时间,还可显著延长双侧颈总动脉结扎小鼠存活时间。结论国产西洋参茎叶总皂苷在促智作用方面表现出与加拿大产西洋参茎叶总皂苷相似的药效。     

对西洋参制品标准主要指标的研究

通过对西洋参与人参主要成分、鉴别方法和西洋参制品的主要功能指标,及其现行行业标准、企业标准的指标的比较研究,结合现场检测工作,提出对西洋参制品标准主要指标应包括鉴别与含量两个方面,以西洋参和人参皂甙Rf和F11作鉴别对照,以西洋参制品总皂甙作为含量指标。为西洋参制品的鉴别和定标提供了方法和依据。     

Streptomyces griseochromogenes菌株milbemycin生物合成基因簇的筛选

经BamHI酶切的柯氏质粒pku4 0 3与MboⅠ部分消化并经碱性磷酸酶处理的Streptomycesgriseochromogenes染色体DNA片段相连接 ,体外包装后 ,转化大肠杆菌E .coliJM1 0 8,挑取转化子1 1 5 2个 ,构建Streptomycesgriseochromogenes的基因文库。分别以avermectin聚酮体合成酶 (PKS)的酰基转移酶基因 (AT)、酮基合成酶基因 (KS)及参与avermectin生物合成的内酯化酶基因(aveE)、C5 O 甲基转移酶基因 (aveD)为探针 ,利用菌落原位杂交、核酸杂交和以烯酰基还原酶基因(ER)引物的PCR扩增等手段 ,从文库中筛选出 2 4个阳性克隆。根据克隆DNA之间的重叠关系 ,将阳性克隆分为 7组 ,这 7组阳性克隆群可能覆盖控制milbemycin生物合成的基因簇     

西洋参、人参与其伪品和劣质品的鉴别研究

目的对西洋参、人参药材进行质量考察,鉴别其伪品和劣质品,以防临床误用。方法采用性状、薄层色谱法结合含量测定对其进行定性、定量分析。结果与西洋参比较,人参的主根较长,支根较多,分叉角度小;表皮粗糙,纵皱纹粗大、明显;质地略轻,较易折断,断面粉性强,多具放射状裂隙;薄层鉴别不含拟人参皂苷F11,含人参皂苷Rf;含量测定含人参皂苷Rg1和人参皂苷Re的总量不得少于0.30%,人参皂苷Rb1不得少于0.20%。而与劣质人参相比,表面灰黄色,质地较硬,断面黄白色,棕黄色环纹及黄棕色的点状树脂道多而明显;香气特异,味微苦、甘;薄层鉴别应检出人参、人参皂苷Rf及Rb1、Re、Rg1特征斑点;含人参皂苷Rg1和人参皂苷Re的总量不得少于0.30%,人参皂苷Rb1不得少于0.20%。结论综合以上方法能有效鉴别西洋参及人参的真伪优劣。