《藥用植物大戟二萜類生物合成中細胞色素P450研究》是依託江蘇師範大學，由曹小迎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：藥用植物大戟二萜類生物合成中細胞色素P450研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曹小迎
- 依託單位：江蘇師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
藥用植物大戟的根京大戟是一種民間常用藥材，研究表明其有雙重生理活性，既有抗菌，抗病毒和抗腫瘤等生理活性，又有致毒作用，這種雙重生理活性與其所含有的二萜結構類型密切相關，細胞色素P450(CYP450)參與了萜類多樣性結構的形成，因此弄清大戟二萜類生物合成中參與的CYP450具有重要意義。本項目在已有研究表明水楊酸促進大戟懸浮細胞二萜類化合物積累的基礎上，擬套用最新轉錄組手段，結合螢光定量RT-PCR和高分辨質譜等技術，比較分析水楊酸誘導前後CYP450基因表達與二萜類積累的相關性。採用RACE和基因步移技術獲得二萜合成相關CYP450基因全序列，深入分析這些CYP450的結構與功能。同時利用最新的CRISPR/cas9基因敲除技術確認這些CYP450基因在二萜類生物合成中的作用。研究結果為大戟降低毒性提高活性成分的次生代謝工程奠定基礎和提供理論依據。
結題摘要
Casbane烷型二萜類化合物是藥用植物大戟中主要的活性成分，目前已經從大戟根中分離鑑定到多種這類活性化合物。近年來對二萜基本骨架形成已經有了突破性的進展，但是對casbane烷型二萜生物合成途徑的研究並不深入。casbane烷型二萜由蓖麻烯合成酶催化GGPP合成蓖麻烯，然後在CYP450及其他相關酶的作用下生成結構各異的casbane烷型二萜。因此研究大戟中casbane烷型二萜合成相關的CYP450基因可了解各casbane烷型二萜的生物合成途徑。通過本項目的研究，獲得了一些參與casbane烷型二萜生物合成的CYP450基因。項目主要研究結果包括：（1）建立了大戟根、莖、葉和愈傷的轉錄組資料庫，基於大戟活性二萜成分組要存在於根中，挖掘casbane烷型二萜生物合成相關的CYP450基因；（2）水楊酸誘導可提高大戟愈傷中的活性二萜成分含量，因此對水楊酸處理和未處理的大戟愈傷進行轉錄組測序，獲得有回響的CYP450基因；（3）通過生物信息軟體對這些CYP450基因進行預測分析。同時通過PCR擴增這些基因，並構建酵母表達載體，與蓖麻烯合成酶基因一起轉入酵母驗證基因的功能；（4）通過基因過表達/基因編輯等方法，將CYP450基因轉化到大戟的愈傷組織中，通過測定蓖麻烯及casbane烷型二萜的含量檢測這些基因的功能。通過本項目的研究，闡釋了大戟casbane烷型二萜合成相關的CYP450基因，為我國藥用植物天然產物的開發和利用提供了理論基礎。
