天然產(chǎn)物（Natural Products）是藥物的重要來源,在治療疾病、維護健康和改善生活質(zhì)量等方面起到十分重要的作用。托品烷生物堿（Tropane Alkaloids,TAs）是一類具有獨特托品烷骨架（Tropane Skeleton）的生物堿。莨菪堿（Hyoscyamine）和東莨菪堿（Scopolamine）是TAs中最具代表性的藥物,在臨床上作為抗膽堿藥物用于麻醉鎮(zhèn)痛、止咳平喘、治療暈動癥和農(nóng)藥中毒等。茄科藥用植物如顛茄（Atropa belladonna）、曼陀羅（Datura species）和澳洲毒茄雜交種（Dubiosia×hybrid）是生產(chǎn)TAs的主要來源。顛茄為國內(nèi)外多部藥典收錄且大規(guī)模人工種植,是最為重要的生產(chǎn)TAs的藥用植物。顛茄葉片中TAs含量很低,莨菪堿含量一般為0.2%干重（Dry Weight,DW）,東莨菪堿含量一般為0.02%DW。莨菪堿和東莨菪堿的市場需求巨大,來源十分有限,導(dǎo)致其藥物資源短缺。代謝工程技術(shù)和合成生物學(xué)技術(shù)被認(rèn)為是解決藥物資源短缺問題最為有效的方法,但是代謝工程和合成生物學(xué)都依賴于鑒定生物合成途徑中的基因/酶。迄今為止,共有9個... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

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托品環(huán)骨架、莨菪堿和東莨菪堿分子結(jié)構(gòu)

西南大學(xué)博士學(xué)位論文4`r圖1-2.TAs生物合成途徑實線箭頭表示已鑒定的反應(yīng)，虛線表示未知反應(yīng)或多步反應(yīng)。Figure1-2.BiosyntheticpathwayoftropanealkaloidsSolidarrowsindicateidentifiedreactions,dashedlinesrepresentedunknownormultistepreactions.1.2.1鳥氨酸脫羧酶鳥氨酸是TAs生物合成的基本前體，其脫羧產(chǎn)物腐胺是多胺、TAs和尼古丁的共同前體[59]。二氟甲基鳥氨酸（Difluoromethylornithine，DFMO）是鳥氨酸脫羧酶（OrnithineDecarboxylase，ODC）的專一抑制劑，用其處理天仙子和顛茄等植物材料，能夠大幅度減少莨菪堿的生物合成，表明ODC參與TAs的生物合成[60]。ODC屬于磷酸吡哆醛依賴的氨基酸脫羧酶家族，能夠以鳥氨酸作為底物，直接脫羧形成腐胺[61]。由于ODC參與多胺和尼古丁生物合成，其相關(guān)研究大多集中在于植物抗逆性和尼古丁生物合成方面[62]。在關(guān)于ODC參與TAs生物研究方面，Michael等從草本曼陀羅中克隆了ODC基因，發(fā)現(xiàn)該基因在側(cè)根中高表達，將該基因在大腸桿菌中表達，能夠檢測到較高的鳥氨酸脫羧活性；但由于沒有純化重組蛋白，關(guān)于該酶的相關(guān)動力學(xué)研究并不清楚[63]。Zhao等從天仙子中克隆了ODC基因（HnODC），并開展了酶動力學(xué)研究，表明HnODC能夠高效率催化鳥氨酸脫羧生成腐胺[64]。趙騰飛對顛茄ODC（AbODC）進行了較為系統(tǒng)的

西南大學(xué)博士學(xué)位論文40圖3-1.hmmsearch篩選獲得的羥酸脫氫酶基因和報道的TAs生物合成途徑基因在顛茄不同組織中的表達相關(guān)性分析紅線框表示報道的TAs生物合成途徑基因和具有根特異性表達的候選基因。Figure3-1.CorrelationanalysisoftheexpressionofhydroxylaciddehydrogenasesgenesbyhmmsearchandTAsbiosyntheticpathwaygenesindifferenttissuesofA.belladonnaTheredboxrepresentedtheidentifiedTAsbiosyntheticpathwaygenesandcandidategeneswithroot-specificexpression.3.2.2克隆顛茄PPR的cDNA序列將上述登錄號為aba_locus_14073的unigene命名為苯丙酮酸還原酶基因（PPR）。采用RACE技術(shù)獲得了471bp長度的3′末端和461bp長度的5′末端，利用VectorNTI11.5將轉(zhuǎn)錄組序列和RACE獲得的3′和5′末端序列進行拼接，獲得了PPR基因電子序列；高保真DNA聚合酶擴增獲得PPR基因的物理序列。顛茄PPR的cDNA序列為1445bp，包含7bp的5′UTR、1029bp的ORF和408bp的3′UTR，該基因編碼342個氨基酸的多肽，預(yù)測其分子量為38.4kDa，等電點為6.09（圖3-2）。

【參考文獻】：
期刊論文
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[9]麻醉學(xué)過去現(xiàn)在與未來[J]. 姚尚龍.  皖南醫(yī)學(xué)院學(xué)報. 2009(01)

博士論文
[1]顛茄N-甲基腐胺氧化酶基因的克隆與功能研究[D]. Zun Lai Lai Htun.西南大學(xué) 2019



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