靈芝異戊烯基焦磷酸異構酵素與三萜基焦磷酸合成酵素之分子選殖及功能性鑑定研究

Abstract

靈芝三萜類天然物（triterpenoids）具有許多重要的生物活性及藥理功能，而以往靈芝三萜類天然物相關研究大多著重於其萃取物之成分分析及藥理研究，少有關於基因或分子層次的研究，所以無法有效且大量取得其有效成份。三萜基焦磷酸（FPP）是三萜類天然物生物合成的重要前驅物，本實驗即以三萜基焦磷酸生物合成所需之異戊烯基焦磷酸異構酵素（IPPi）及三萜基焦磷酸合成酵素（FPPs）為研究目標，而進行其分子選殖、異體表達、蛋白質純化、酵素活性分析、蛋白質序列分析及演化分析等相關研究。靈芝異戊烯基焦磷酸異構酵素屬於第一類異戊烯基焦磷酸異構酵素，其反應時必須外加Mg2+，在pH 7.8條件下有較佳活性。而本研究選殖之靈芝三萜基焦磷酸合成酵素，由序列分析結果可推測其為第一類三萜基焦磷酸合成酵素（FPPs），但是當此酵素以異戊烯基焦磷酸（IPP）及二甲基丙烯基焦磷酸（DMAPP）為受質時，雖然未觀察到預期產物三萜基焦磷酸之生成，卻能夠生合成出十個碳的中間產物二萜基焦磷酸（GPP），是有趣且值得探討的結果。此外，本研究也以有機合成得到異戊烯基焦磷酸（IPP）、二甲基丙烯基焦磷酸（DMAPP）及二萜基焦磷酸（GPP）等受質，而將來可以進一步合成更複雜的受質或其類似物，以進行更深入的酵素學研究及靈芝三萜類生合成途徑上其他基因的研究。