紫杉烷類化合物是紅豆杉屬植物的特征次級代謝產(chǎn)物,其中,紫杉醇具有顯著的廣譜抗腫瘤功效,是目前臨床上使用最多的抗腫瘤藥物。但是,其在植物組織中含量極低,導致從植物中直接提取無法滿足市場應(yīng)用。目前生產(chǎn)紫杉烷類化合物的方法很多,其中在轉(zhuǎn)錄水平上應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)是常用手段之一。WRKY類轉(zhuǎn)錄因子是植物中最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一,廣泛參與了植物的發(fā)育、衰老與生長等多種生物學過程,其在植物防御與次級代謝產(chǎn)物合成過程中也具有顯著的作用。本文以TcWRKY47轉(zhuǎn)錄因子為研究對象,探究其調(diào)控紫杉烷類化合物生物合成的分子機制。取得的主要結(jié)果如下:（1）基于紅豆杉簡易基因組與轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)篩選WRKY類轉(zhuǎn)錄因子潛在靶基因�；诩t豆杉的轉(zhuǎn)錄組及簡易基因組數(shù)據(jù),篩選并獲得31618個基因具有完整的5’端側(cè)翼序列,提取出5017個含有W-box元件的5’端側(cè)翼序列及其下游基因ORF框。通過對5017個基因進行功能注釋,結(jié)果顯示,包含紫杉烷合成酶T5H、T7H、T10H、T14H、DBAT、BAPT共6個基因在內(nèi),部分萜類合成、生物堿合成以及黃酮類合成的關(guān)鍵酶都是WRKY的潛在靶基因。此外,還發(fā)現(xiàn)了4個TcERFs,5個T... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

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紫杉醇化學結(jié)構(gòu)與三維結(jié)構(gòu)

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文胞位置與分子功能三大類中共分為 52 小類，其中含有靶基因最多的 5 個 GO 分類依次是：細胞結(jié)構(gòu)、細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)、初級代謝、細胞器、胞內(nèi)細胞器。對這些基因又進行了 KEGG 的富集與分類分析（圖 2-2），從而探究 5’端側(cè)翼序列中含有 W-box 元件的基因所參與的生物學路徑，共有 3408 個基因在生物學路徑中得到了注釋，參與了 270 個生物學路徑，其中含有靶基因最多的 10 個途徑依次是：翻譯、碳水化合物代謝、肽鏈折疊分類與降解、信號轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)錄、運輸與分解代謝、氨基酸代謝、DNA復制與修復、細胞生長于死亡、核酸代謝與能量代謝。而在植物次生代謝途徑中，得到注釋最多的途徑為：萜類合成途徑、生物堿合成途徑、黃酮生物合成途徑。

圖 2-2 5’端側(cè)翼序列含 W-box 元件的基因 KEGG 分類分析Figure 2-2 KEGG classification of genes including W-box motif.2.3.2 紅豆杉次生代謝途徑中關(guān)鍵酶篩選及 5’端側(cè)翼序列上 W-box 元件分析植物次生代謝產(chǎn)物可分為三大類，即酚類、萜類及含氮有機物，在植物體內(nèi)，每種次生代謝產(chǎn)物都是由多部酶促反應(yīng)共同作用而合成，涉及多種酶的催化作用，而相應(yīng)酶基因的表達情況能夠直接影響細胞內(nèi)酶的數(shù)量，進而影響酶促反應(yīng)效率，因而轉(zhuǎn)錄因子能夠通過調(diào)控關(guān)鍵酶基因的表達進而影響次生代謝產(chǎn)物的生物合成過程。WRKY 轉(zhuǎn)錄因子能夠與酶基因啟動子上 W-box 元件相互作用，進而調(diào)控其表達過程，所以結(jié)合以上 W-box 元件篩選結(jié)果，對紅豆杉次生代謝產(chǎn)物合成途徑中關(guān)鍵酶基因 5’端側(cè)翼序列進行分析，進而推測其可能調(diào)控的次生代謝產(chǎn)物合成路徑（表2-1），分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)在紅豆杉的酚類代謝、萜類代謝的 MVA 途徑與 MEP 途徑、紫杉烷類代謝以及含氮化合物代謝途徑中，關(guān)鍵酶基因的 5’端側(cè)翼序列中含有 W-box


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