黄花蒿Dbr2基因的分离与诱导表达特性分析(2)
3 讨论
青蒿素的特异性生物合成从倍半萜共同前体法呢基焦磷酸(FPP)开始，FPP经黄花蒿所特有的紫穗槐二烯合酶(ADS)环化生成紫穗槐-4,11-二烯。从分子结构分析，紫穗槐二烯转化为双氢青蒿酸需经过C12位的氧化和C11-C13位的还原反应。C12位的氧化已知由细胞色素P450单加氧酶(CYP71AV1)
催化完成，Dbr2的发现使得C11-C13位的还原问题得到解答。本研究从黄花蒿中分离了Dbr2基因，由其核苷酸序列推导的氨基酸序列具有典型的二烯醇还原酶保守结构。不同地域或不同品系间，青蒿素生物合成相关基因(如ads、cyp71av1等)也会出现多态性现象，碱基和氨基酸序列会存在细小差异，至于这种差异是否会引起酶活性改变，从而影响青蒿素生物合成，目前还没有相关研究。
青蒿素作为一种次生代谢产物，外界条件刺激，包括低温、真菌感染及真菌诱激子、多糖、植物激素等都可以促进其合成[4]。有研究指出低温、水杨酸等条件刺激可通过上调青蒿素合成基因表达促进青蒿素前体合成和刺激产生活性氧促进青蒿素前体转化来提高青蒿素合成[5]。多个青蒿素生物合成相关基因(如hmgr、ads、cyp71av1等)已被证明具有发育和胁迫条件诱导表达特性，且与青蒿素生物合成呈正相关。进一步研究更发现，ads和cyp71av1基因启动子含有环境响应诱导元件，低温、紫外辐射、干旱等胁迫条件能刺激其调控基因高效表达[6]。本研究发现，作为青蒿素合成关键酶编码基因，Dbr2也同样具有诱导表达特性，对于低温、紫外辐射、淹水、脱水、复水、真菌诱激子、葡萄糖、SA刺激等多个人工模拟胁迫条件具有响应，mRNA水平普遍提高，其中对淹水(缺氧)、复水(干旱+缺氧)和真菌诱激子刺激响应更为明显。黄花蒿在世界范围分布广泛，但绝大多数地区黄花蒿中的青蒿素含量都很低，无生产利用价值。研究启发我们可以通过选用相应的胁迫条件，促进青蒿素合成基因表达，从而提高青素合成产量。
, 百拇医药
参考文献
[1] Zhang Y, Teoch KH, Reed DW, et al. The molecular cloning of artemisinic aldehyde Δ11(13) reductase and its role in glandular trichome-dependent biosynthesis of artemisinin in Artemisia annua [J]. J Biol Chem, 2008, 283(31): 21501-21508
[2] Zeng QP, Zhao C, Yin L, et al. Cloning of artemisinin biosynthetic cDNAs and novel ESTs and quantification of low temperature-induced gene overexpression [J]. Sci China (Ser C), 2008, 51(3): 232-244
, http://www.100md.com
[3] 杨瑞仪, 杨雪芹, 冯丽玲. 青蒿素生物合成基因的转录谱分析[J]. 广州中医药大学学报, 2010, 27(4): 393-398
[4] Baldi A, Dixit VK. Yield enhancement strategies for artemisinin production by suspension cultures of Artemisia annua [J]. Bioresour Technol, 2008, 99(11): 4609-4614.
[5] Pu GB, Ma DM, Chen JL, et al. Salicylic acid activates artemisinin biosynthesis in Artemisia annua L [J]. Plant Cell Rep, 2009, 28(7): 1127-1135.
[6] 杨瑞仪, 杨雪芹, 冯丽玲等. 黄花蒿cyp71av1启动子的分离及表达特性分析[J]. 中草药, 2010, 42(4): 765-769., http://www.100md.com(杨瑞仪 杨雪芹等)
青蒿素的特异性生物合成从倍半萜共同前体法呢基焦磷酸(FPP)开始，FPP经黄花蒿所特有的紫穗槐二烯合酶(ADS)环化生成紫穗槐-4,11-二烯。从分子结构分析，紫穗槐二烯转化为双氢青蒿酸需经过C12位的氧化和C11-C13位的还原反应。C12位的氧化已知由细胞色素P450单加氧酶(CYP71AV1)
催化完成，Dbr2的发现使得C11-C13位的还原问题得到解答。本研究从黄花蒿中分离了Dbr2基因，由其核苷酸序列推导的氨基酸序列具有典型的二烯醇还原酶保守结构。不同地域或不同品系间，青蒿素生物合成相关基因(如ads、cyp71av1等)也会出现多态性现象，碱基和氨基酸序列会存在细小差异，至于这种差异是否会引起酶活性改变，从而影响青蒿素生物合成，目前还没有相关研究。
青蒿素作为一种次生代谢产物，外界条件刺激，包括低温、真菌感染及真菌诱激子、多糖、植物激素等都可以促进其合成[4]。有研究指出低温、水杨酸等条件刺激可通过上调青蒿素合成基因表达促进青蒿素前体合成和刺激产生活性氧促进青蒿素前体转化来提高青蒿素合成[5]。多个青蒿素生物合成相关基因(如hmgr、ads、cyp71av1等)已被证明具有发育和胁迫条件诱导表达特性，且与青蒿素生物合成呈正相关。进一步研究更发现，ads和cyp71av1基因启动子含有环境响应诱导元件，低温、紫外辐射、干旱等胁迫条件能刺激其调控基因高效表达[6]。本研究发现，作为青蒿素合成关键酶编码基因，Dbr2也同样具有诱导表达特性，对于低温、紫外辐射、淹水、脱水、复水、真菌诱激子、葡萄糖、SA刺激等多个人工模拟胁迫条件具有响应，mRNA水平普遍提高，其中对淹水(缺氧)、复水(干旱+缺氧)和真菌诱激子刺激响应更为明显。黄花蒿在世界范围分布广泛，但绝大多数地区黄花蒿中的青蒿素含量都很低，无生产利用价值。研究启发我们可以通过选用相应的胁迫条件，促进青蒿素合成基因表达，从而提高青素合成产量。
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参考文献
[1] Zhang Y, Teoch KH, Reed DW, et al. The molecular cloning of artemisinic aldehyde Δ11(13) reductase and its role in glandular trichome-dependent biosynthesis of artemisinin in Artemisia annua [J]. J Biol Chem, 2008, 283(31): 21501-21508
[2] Zeng QP, Zhao C, Yin L, et al. Cloning of artemisinin biosynthetic cDNAs and novel ESTs and quantification of low temperature-induced gene overexpression [J]. Sci China (Ser C), 2008, 51(3): 232-244
, http://www.100md.com
[3] 杨瑞仪, 杨雪芹, 冯丽玲. 青蒿素生物合成基因的转录谱分析[J]. 广州中医药大学学报, 2010, 27(4): 393-398
[4] Baldi A, Dixit VK. Yield enhancement strategies for artemisinin production by suspension cultures of Artemisia annua [J]. Bioresour Technol, 2008, 99(11): 4609-4614.
[5] Pu GB, Ma DM, Chen JL, et al. Salicylic acid activates artemisinin biosynthesis in Artemisia annua L [J]. Plant Cell Rep, 2009, 28(7): 1127-1135.
[6] 杨瑞仪, 杨雪芹, 冯丽玲等. 黄花蒿cyp71av1启动子的分离及表达特性分析[J]. 中草药, 2010, 42(4): 765-769., http://www.100md.com(杨瑞仪 杨雪芹等)