一种靶向过氧化物酶体的蛋白及其应用的制作方法

本发明涉及生物，具体涉及一种靶向过氧化物酶体的蛋白及其应用。

背景技术：

1、萜类化合物是自然界中种类最多的天然化合物。目前已有超过80，000种不同结构的萜类化合物被鉴定，因其具有丰富的生物活性，被广泛应用于生产行业。根据萜类化合物具有的异戊二烯单元结构数量进行分类，其中，倍半萜是一类具有三个异戊二烯单元的萜类化合物，已知的许多倍半萜具有独特香气，被用于增加产品的自然风味，还有部分倍半萜具有抗炎、抗菌、抗肿瘤、抗氧化等多种药理活性。

2、广藿香醇是应用最为广泛的倍半萜之一，它是广藿香植物精油的主要成分，具有多种有益活性，包括抗流感病毒、抗炎症、抗氧化、抗溃疡、抗结肠炎、抗粘膜炎以及对大脑和肺部损伤的保护作用。广藿香醇的生物合成步骤主要包括：萜类前体异戊二烯单元的合成、异戊二烯单元在法尼希基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase,fpps)的作用下生成法尼希基焦磷酸(fpp)、fpp在广藿香醇合酶(pachoulol synthase,pas)的作用下生产广藿香醇，其中fpps和pas均定位于细胞质。

3、近年来，利用代谢工程合成萜类的研究呈现显著的增长趋势，大量萜类生物反应器被成功构建，其中植物宿主，特别是经济作物的生物反应器具有高生物量、易于批量化种植管理、环境友好的特点。利用代谢工程构建植物萜类反应器，已在橙花叔醇、广藿香醇、青蒿素等倍半萜的异源合成中取得大量进展。

4、此前的植物代谢工程研究主要利用植物细胞的叶绿体、线粒体等作为目标代谢物合成的细胞器，然而叶片中的叶绿体、线粒体是重要的能量合成细胞器，引入异源代谢途径进行代谢工程改造可能对植物的生长造成负担，在植物中开发新型的细胞器代谢工程具有重要意义。过氧化物酶体是一类多功能的单层膜细胞器，广泛分布于真核生物，其在微生物萜类反应器构建中表现出良好的性能，但是目前尚无研究报道利用植物过氧化物酶体进行萜类异源合成。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种靶向过氧化物酶体的蛋白及其应用，以在本氏烟草宿主中提出并实现植物过氧化物酶体中的萜类合成。上述目的是通过以下技术方案的实施方式实现：

2、一种靶向过氧化物酶体的蛋白，包括：法尼希基焦磷酸合酶与过氧化物酶体酶体i型靶向定位信号肽融合表达得到的蛋白，和/或

3、广藿香醇合酶与过氧化物酶体酶体i型靶向定位信号肽融合表达得到的蛋白；

4、所述过氧化物酶体酶体i型靶向定位信号肽的氨基酸序列为seq id no.1所示。

5、可选的，所述法尼希基焦磷酸合酶与过氧化物酶体酶体i型靶向定位信号肽融合表达得到的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示；

6、所述广藿香醇合酶与过氧化物酶体酶体i型靶向定位信号肽融合表达得到的蛋白的氨基酸序列如seq id no.3所示。

7、一种核酸，所述核酸编码根据权利要求1或2所述的靶向过氧化物酶体的蛋白。

8、可选的，所述核酸的核苷酸序列为seq id no.4或seq id no.5所示。

9、一种载体，所述载体中包含上述的核酸。

10、一种宿主细胞，所述宿主细胞包含权利要求上述的载体。

11、可选的，所述宿主细胞包括农杆菌。

12、一种试剂盒，包含上述的核酸或上述的载体。

13、上述的靶向过氧化物酶体的蛋白、核酸、载体、宿主细胞、试剂盒在利用过氧化物酶体合成倍半萜广藿香醇中的应用。

14、一种利用过氧化物酶体合成倍半萜广藿香醇的方法，包括如下步骤：

15、采用上述的宿主细胞对本氏烟草植株进行农杆菌介导的叶片瞬时转化，使本氏烟草植株细胞内形成法尼希基焦磷酸合酶与过氧化物酶体酶体i型靶向定位信号肽融合表达得到的蛋白和广藿香醇合酶与过氧化物酶体酶体i型靶向定位信号肽融合表达得到的蛋白。

16、本发明具有如下的有益效果：

17、本发明提供了一种利用本氏烟草(nicotiana benthamiana)过氧化物酶体合成倍半萜广藿香醇的方法及应用，属于植物代谢工程领域。经发明人研究发现，分别将法尼希基焦磷酸合酶(atfpps2)、广藿香醇合酶(pcpas)与过氧化物酶体i型定位信号肽pts1(rskl)融合表达，可有效改变这两个蛋白在本式烟草异源表达中的亚细胞定位，由原本的细胞质定位转为过氧化物酶体定位。同时，通过农杆菌介导的瞬时转化技术，在本氏烟草叶片中共同表达atfpps-rskl、pcpas-rskl蛋白，可在叶片中产生倍半萜广藿香醇。本发明在植物宿主中实现基于过氧化物酶体区室化的萜类化合物合成，可用于广藿香醇在本氏烟草中的异源合成。

技术特征：

1.一种靶向过氧化物酶体的蛋白，其特征在于，包括：法尼希基焦磷酸合酶与过氧化物酶体酶体i型靶向定位信号肽融合表达得到的蛋白，和/或

2.根据权利要求1所述的靶向过氧化物酶体的蛋白，其特征在于，所述法尼希基焦磷酸合酶与过氧化物酶体酶体i型靶向定位信号肽融合表达得到的蛋白的氨基酸序列如seq idno.2所示；

3.一种核酸，所述核酸编码根据权利要求1或2所述的靶向过氧化物酶体的蛋白。

4.根据权利要求3所述的核酸，其特征在于，所述核酸的核苷酸序列为seq id no.4或seq id no.5所示。

5.一种载体，其特征在于，所述载体中包含权利要求3或4所述的核酸。

6.一种宿主细胞，其特征在于，所述宿主细胞包含权利要求5所述的载体。

7.根据权利要求6所述的宿主细胞，其特征在于，所述宿主细胞包括农杆菌。

8.一种试剂盒，其特征在于，包含权利要求3或4所述的核酸或权利要求5所述的载体。

9.权利要求1或2所述的靶向过氧化物酶体的蛋白、权利要求3或4所述的核酸、权利要求5所述的载体、权利要求6所述的宿主细胞、权利要求8所述的试剂盒在利用过氧化物酶体合成倍半萜广藿香醇中的应用。

10.一种利用过氧化物酶体合成倍半萜广藿香醇的方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种靶向过氧化物酶体的蛋白，包括：法尼希基焦磷酸合酶与过氧化物酶体酶体I型靶向定位信号肽融合表达得到的蛋白，和/或广藿香醇合酶与过氧化物酶体酶体I型靶向定位信号肽融合表达得到的蛋白。本发明在植物宿主中实现基于过氧化物酶体区室化的萜类化合物合成，可用于广藿香醇在本氏烟草中的异源合成。

技术研发人员：戴华鑫,宋书言,潘荣辉,张剑锋,李未然,谢小东,孔辞,吕向光
受保护的技术使用者：北京生命科技研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/10