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吲哚生物碱生物合成研究进展
生物碱种类繁多,吲哚类生物碱是迄今为止发现多的一类,是许多药用植物的药效成分,具有多样的生物活性.随着代谢组学技术的发展,研究药效物质的生物合成途径对阐明植物体内代谢的分子机制以及代谢调控机理具有重要意义,对进一步研究提高药效物质的生物合成产量具有指导意义.本文按照吲哚生物碱结构进行分类,对数种吲哚生物碱的生物合成途径研究进展进行综述,以期为吲哚生物碱的生物合成机制的进一步研究奠定基础,为其他吲哚生物碱类成分的生物合成研究提供参考依据.
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长春花密码子使用偏好性分析
以长春花为研究对象,分析其密码子使用偏好性,以期为相关基因的异源表达、基因的预测、物种的进化研究提供指导.该研究以长春花的30 437条蛋白质编码序列为数据来源,对长春花密码子组成和密码子偏性的各项参数进行了计算和统计分析.计算了长春花萜类吲哚生物碱(terpenoid indole alkaloids,TIAs)生物合成途径中25个关键酶基因含有大肠杆菌或酿酒酵母稀有密码子的比例.结果显示,长春花基因的平均GC量为42.47％,密码子第3位碱基平均GC量为35.89％.长春花中共有28个密码子的同义密码子相对使用度(relative synonymous codon usage,RSCU)大于1,其中26个以A或T结尾.25个关键酶基因含有大肠杆菌稀有密码子的比例明显高于酿酒酵母稀有密码子的比例.长春花主要偏爱使用以A和T结尾的密码子;相比于酿酒酵母,其密码子使用特点与大肠杆菌的差异更大,推测酿酒酵母可能是长春花基因更合适的异源表达宿主.
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长春花萜类吲哚生物碱生物合成与调控研究
长春花含有多种具有重要药理活性的萜类吲哚生物碱(TIA).TIA的生物合成与调控及其合成生物学研究受到广泛关注.3α (S)-异胡豆苷是TIA生物合成的重要节点,由裂环马钱子苷和色胺缩合而成.前者通过环烯醚萜途径生成;后者通过吲哚途径生成.由3α(S)-异胡豆苷分别经过多步酶促反应生成文多灵和长春质碱,然后两者缩合生成α-3,4-脱水长春碱,进而生成长春碱和长春新碱.AP2/ERF和WRKY等多种转录因子参与了TIA合成的调控.长春花TIA生物合成途径的逐步解析为其合成生物学研究奠定了基础.目前已在酿酒酵母实现了3α (S)-异胡豆苷和文多灵等的异源合成.长春花TIA生物合成与调控的研究将为TIA类药物的生产和研发提供支撑.
