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菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus Lam.)中含有丰富多样的黄酮类化合物,其中超过一半是异戊烯基类黄酮。黄酮类化合物具有抗氧化、抗炎、抗菌和抗肿瘤等作用,异戊烯基侧链的引入增加黄酮分子的亲脂性,显示更好的生物活性。类黄酮异戊烯基转移酶是将异戊烯基转移至黄酮类物质的一种芳香族异戊烯基转移酶。本文研究了菠萝蜜不同组织部位的黄酮类化合物组成;基于转录组测序筛选并克隆出4个菠萝蜜AhPT基因全长,并进行亚细胞定位实验;通过酿酒酵母真核表达体系进行蛋白功能初步验证。成功鉴定菠萝蜜类黄酮异戊烯基转移酶的基因信息和蛋白特性,并初步开展生物酶转化研究。主要研究内容及结果如下: 1、确定菠萝蜜不同组织黄酮类化合物的组成。通过三重四级杆LC-MS技术鉴定了菠萝蜜中可能的黄酮类化合物。菠萝蜜黄酮类化合物的分布呈现组织特异性,可以选取特定黄酮类化合物反映该组织黄酮类化合物的组成情况。菠萝蜜中含有异戊烯基类黄酮,从种类和含量而言最多的组织是成熟枝,其次是嫩叶、成熟叶。 2、鉴定菠萝蜜类黄酮异戊烯基转移酶的基因信息和蛋白特性。基于转录组测序及RACE技术,成功获得了4条具有完整编码框的菠萝蜜异戊烯基转移酶的cDNA序列,分别命名为AhPT1、AhPT5、AhPT6、AhPT8。对上述4个AhPT基因进行了相关的生物信息学分析,预测显示AhPT基因编码的蛋白产物都属于具有7个跨膜区域的膜蛋白,都存在两个保守功能区域:NQxxDxxxD和KDxxDx(E/D)GD,亚细胞定位显示定位在质体(plastid)或其它细胞器。 3、采用pYES2.1TOPO表达质粒及宿主BJ2168酵母对菠萝蜜类黄酮异戊烯基转移酶进行外源表达。对其中3个基因构建了6个重组表达载体,分别是AhPT1、AhPT1Δ(“Δ”表示切除了转运肽);AhPT6、AhPT6Δ;AhPT8、AhPT8Δ。化学法转入酿酒酵母BJ2168中。绘制酿酒酵母重组体生长曲线,显示在10hr时OD600达到最高值,在此之后趋于平稳。对这6个酿酒酵母重组体经半乳糖诱导表达产物,并进行SDS-PAGE分析,未有明显目标蛋白条带。菌液发酵和微粒体酶活实验未能明显获得预期转化产物。考虑进一步优化表达体系,从而获得目标产物。