【摘要】：薯蕷皂素(diosgenin),是一種天然存在的甾體皂苷元。以其為前體能夠合成數(shù)百種甾體藥物,因此,薯蕷皂素也被醫(yī)藥界稱為“藥用黃金”。薯蕷皂素的生物合成途徑目前尚不明確,比如其合成上游途徑是途經(jīng)羊毛甾醇還是環(huán)阿屯醇也無定論。本課題組前期開展了薯蕷皂素合成植物胡盧巴轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)胡盧巴植物中只有環(huán)阿屯醇合酶基因(CAS)的表達(dá),卻并未檢測到羊毛甾醇合酶基因的存在,說明薯蕷皂素很可能是途經(jīng)環(huán)阿屯醇。為了驗(yàn)證以上猜測,本實(shí)驗(yàn)分離克隆了胡盧巴植物中的環(huán)阿屯醇合酶基因,利用酵母表達(dá)系統(tǒng)對克隆得到的環(huán)阿屯醇合酶的催化功能進(jìn)行了確認(rèn)。為進(jìn)一步檢測CAS基因表達(dá)在薯蕷皂素生物合成中的作用,本實(shí)驗(yàn)在胡盧巴體內(nèi)對CAS基因進(jìn)行了過表達(dá)和RNA干擾。在確認(rèn)了轉(zhuǎn)基因成功后,研究了環(huán)阿屯醇合酶基因的表達(dá)與薯蕷皂素生物合成之間的相關(guān)性。本研究的主要結(jié)果如下:(1)通過搜索本課題組之前建立的胡盧巴轉(zhuǎn)錄組文庫,篩選得到了一條有完整開放閱讀框的胡盧巴CAS基因,并從胡盧巴植物中分離克隆了該基因。(2)利用酵母表達(dá)系統(tǒng),將目的基因轉(zhuǎn)入釀酒酵母WAT11中進(jìn)行了表達(dá),檢測酵母產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)目的基因酵母的胞內(nèi)產(chǎn)生了環(huán)阿屯醇,而轉(zhuǎn)空載酵母沒有,表明克隆基因催化利用了酵母體內(nèi)的2,3-氧化鯊烯生成了環(huán)阿屯醇,為環(huán)阿屯醇合酶基因。(3)利用胡盧巴發(fā)根遺傳轉(zhuǎn)化系統(tǒng),成功獲得了過表達(dá)胡盧巴CAS的陽性發(fā)根。實(shí)時(shí)熒光定量PCR結(jié)果顯示,過表達(dá)CAS的陽性發(fā)根中環(huán)阿屯醇合酶基因的表達(dá)量增加了大約4倍。液相分析結(jié)果顯示,與對照轉(zhuǎn)空載的陽性發(fā)根的產(chǎn)物相比,過表達(dá)CAS的陽性發(fā)根的產(chǎn)物中β-谷甾醇和薯蕷皂素僅有少量的增加,表明CAS不是薯蕷皂素生物合成步驟中的限速酶。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院武漢植物園)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：Q943.2
【圖文】：

又可作薯蕷皂苷元（或薯蕷皂甙元，分子式為 C27H42O3，相對分子質(zhì)量為 4具有多種藥用活性，如抑制多種腫瘤( Ra2; Man et al., 2010; Raju et al., 2004)、抗真菌海榮 等, 2007)、降血脂(Son et al., 2014; 張tharat, 2007)、抗過敏(Tewtrakul and Itharat,。薯蕷皂素在植物體內(nèi)常以皂苷的形式存苷，已開發(fā)出了用于治療心腦血管疾病的, 2010)3。

胡盧巴環(huán)阿屯醇合酶基因分離及其對薯蕷皂素合成的影響研究應(yīng)后可生成醋酸孕甾雙烯醇酮，醋酸孕甾雙烯醇酮則可以經(jīng)過不同的修數(shù)千種甾體藥物(李祥 等,2010)5，如氫化可的松、地塞米松、炔諾酮、強(qiáng)的松、黃體酮等，這些藥物的用途極為廣泛，是位于抗生素類之后的大類藥物，薯蕷皂素也因此被醫(yī)藥界稱為“藥用黃金”。目前，薯蕷皂素黃姜、穿龍薯蕷以及胡盧巴等植物中提取獲得。 薯蕷皂素的生物合成途徑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2726915