CN110564703B - 一种修饰酚类化合物的真菌磺基转移酶及其编码基因 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种修饰酚类化合物的真菌磺基转移酶,其氨基酸序列为SEQ ID NO.2所示,可将多酚类化合物的酚羟基进行磺基化修饰,同时可以通过组合生物合成转化包括苯二酚内酯类、异香豆素类等在内的不同活性物质,从而获得有别于这些天然产物结构的新型活性化合物,实现化合物的定向生物转化,增强化合物的水溶性。

Description

一种修饰酚类化合物的真菌磺基转移酶及其编码基因
技术领域
本发明涉及一种可将酚类物质中的苯环羟基磺基化的磺基转移酶(FSULT1)及其编码基因(Fsult1)。
背景技术
真菌生物转化是利用细胞内特定的酶对外源化合物进行结构修饰与改造,从而获得更有价值的代谢反应。磺化是提高药物分子水溶性和生物活性的有效手段。真菌Coleophoma empetri产生的米卡芬净前体物FR901379即为棘白菌素磺酸酯。研究表明,Phialophora cf.hyalina、雅致小克银汉霉、拉草式毛霉等也均可使化合物磺化,然而负责这些磺化反应的酶到底有哪些,其编码基因是什么,尚不可知,这极大限制了磺基转移酶在重要活性化合物结构修饰中的应用。因此,寻找能够对重要活性分子进行磺化的磺基转移酶以提高这些化合物的水溶性,是急待解决的关键问题。
磺基转移酶(SULT)在生物体内催化活化的3'-phosphoadenosine 5'-phosphosulfate(PAPS)连接到不同的受体分子,其产物具有很多生物学功能。在不同的SULT家族中存在一类使酚类化合物发生磺基化修饰的磺基转移酶,提高化合物的水溶性,在药物代谢中起到重要作用。目前虽然已发现真菌对天然产物具有生物转化磺基化的功能,但还未鉴定任何参与天然产物磺基化修饰的相关基因,只能利用菌体进行生物法转化,转化效率低,产物不单一,无法实现定向转化。鉴定磺基转移酶及其功能基因有利于拓展活性化合物的化学空间,提高化合物结构的多样性,为发现和改造新活性的天然产物奠定基础。
发明内容
本发明的目的是,获得可参与化合物生物转化的葡糖基转移酶基因,利用该基因实现某些化合物体外的糖基化修饰,增强其活性。本发明人在实验室筛选的禾谷镰刀菌中发现了此家族中的磺基转移酶FSULT1,通过异源表达可修饰苯二酚内酯类、异香豆素类、acyl-resorcylic acids(ARA)类、benzaldehyde类化合物,表现出高效的催化效率以及广泛的底物识别能力。这一点使其在组合生物合成中能得到灵活的应用,为先导化合物的发现及药物的定向转化提供了新的研究方法与途径。
本发明提供的蛋白质(FSULT1蛋白),来自禾谷镰刀菌,是如下(a)或(b):
(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质;
(b)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且参与酚类化合物磺化的由序列1衍生的蛋白质。
所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
为了使(a)中的蛋白便于纯化,可在由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。
表1标签的序列
标签 残基 序列
Poly-Arg 5-6(通常为5个) RRRRR
Poly-His 2-10(通常为6个) HHHHHH
FLAG 8 DYKDDDDK
Strep-tag II 8 WSHPQFEK
c-myc 10 EQKLISEEDL
上述(b)中的取代和/或缺失和/或添加,可由自然变异或人工诱变引起。
上述(a)或(b)中的蛋白可人工合成,也可先合成其编码基因,再进行生物表达得到。上述(b)中的蛋白的编码基因可通过将SEQ ID NO.2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子,和/或进行一个或几个碱基对的错义突变,和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。
同时,本发明还提供编码所述蛋白的基因(fsult1基因)。
所述基因可为如下(1)或(2)或(3)所述的DNA分子:
(1)SEQ ID NO.2所示的DNA分子;
(2)在严格条件下与(1)限定的DNA序列杂交且编码参与酚类化合物磺化的蛋白的DNA分子;
(3)与(1)限定的DNA序列至少具有90%以上同源性且编码参与棘白菌素磺化的蛋白的DNA分子。
所述严格条件可为如下:50℃,在7%十二烷基硫酸钠(SDS)、0.5M NaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交,在50℃,2×SSC,0.1%SDS中漂洗;还可为:50℃,在7%SDS、0.5MNaPO4和1mM EDTA的混合溶液中杂交,在50℃,1×SSC,0.1%SDS中漂洗;还可为:50℃,在7%SDS、0.5M NaPO4和1mM EDTA的混合溶液中杂交,在50℃,0.5×SSC,0.1%SDS中漂洗;还可为:50℃,在7%SDS、0.5M NaPO4和1mM EDTA的混合溶液中杂交,在50℃,0.1×SSC,0.1%SDS中漂洗;还可为:50℃,在7%SDS、0.5M NaPO4和1mM EDTA的混合溶液中杂交,在65℃,0.1×SSC,0.1%SDS中漂洗;也可为:在6×SSC,0.5%SDS的溶液中,在65℃下杂交,然后用2×SSC,0.1%SDS和1×SSC,0.1%SDS各洗膜一次。
本发明还提供含有所述基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。
本发明通过cDNA扩增磺基转移酶基因fsult1,构建可在酵母菌中表达的重组质粒,并在酵母中进行异源表达转化。通过饲喂不同的酚类化合物,从发酵产物中提取得到各类多酚类化合物的磺酸酯。所得到的产物较未修饰前水溶性显著增强。本发明所提供的磺基转移酶基因可用于对苯二酚内酯类聚酮化合物的糖基化修饰,增加聚酮化合物库的多样性。
附图说明
图1为fsult1基因片段的扩增结果;
图2为重组载体PRS425m-fsult1的物理图谱;
图3为化合物1修饰前的HPLC液相色谱图;
图4是化合物1修饰后,产生了一个磺基化的化合物2的HPLC液相色谱图。
图5-图15为所实验的底物酚类样品转化后的质谱结果,其中:
图5是化合物3转化后的质谱结果;
图6是化合物4转化后的质谱结果;
图7是化合物5转化后的质谱结果;
图8是化合物6转化后的质谱结果;
图9是化合物7转化后的质谱结果;
图10是化合物8转化后的质谱结果;
图11是化合物9转化后的质谱结果;
图12是化合物10转化后的质谱结果;
图13是化合物11转化后的质谱结果;
图14是化合物12转化后的质谱结果;
图15是化合物13转化后的质谱结果。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验,均设置三次重复实验,结果取平均值。
禾谷镰刀菌PH-1:公众可以从中国农业科学院生物技术研究所获得;参考文献:King,R,et al.,(2015)The completed genome sequence of the pathogenicascomycete fungus Fusarium graminearum.BMC Genomics 16:544.
载体PRS425m:公众可以从中国农业科学院生物技术研究所获得;参考文献:Xieet al.PNAS。
酿酒酵母BJ5464:美国模式培养物集存库(ATCC,网址为www.atcc.org/),ATCC编号为208288。
酶与试剂盒:
限制性内切酶、T4DNA连接酶购自NEB公司;
RNA反转录试剂盒购自TAKARA公司;
Quick-Fusion Cloning Kit购自Biotool公司;
热启动高保真DNA扩增试剂盒购自Biotool公司;
DNA聚合酶和DNA marker购自北京全式金生物公司;
质粒小提试剂盒、通用型DNA纯化胶回收试剂盒购自天根公司;
冷冻酵母转化试剂盒购自YMO RESEARCH生物公司;
大肠杆菌DH5α感受态购自康维世纪公司;其它试剂均为国产分析纯产品。
培养基:
大肠杆菌培养基为LB培养基(1%蛋白胨、0.5%酵母提取物、1%NaCl,pH7.0)。SC--Leu缺陷培养基(1%葡萄糖、6.7%DifcoTM Yeast Nitrogen Base w/o Amino Acids、-Leu/-Trp DO Supplement)。YPD培养基(1%酵母膏,2%Peptone蛋白胨,2%葡萄糖)。YPD低糖培养基(1%酵母膏,2%Peptone蛋白胨,1%葡萄糖.)若制固体培养基,加入2%琼脂粉。
化合物1:Desmethyl-Lasiodiplodin(苯二酚内酯类聚酮)
化合物2:化合物1苯环5位羟基的磺基化产物
实施例1:磺基转移酶FSULT1的发现及其在酿酒酵母中的异源表达
1.获得fsult1基因
通过对禾谷镰刀菌的基因组进行注释和比对,发现了一个磺基转移酶,命名为FSULT1,其蛋白序列如SEQ ID NO.2所示,基因组DNA如SEQ ID NO.1所示。通过基因组测序和相关预测软件对磺基转移酶进行结构分析,设计引物(SULT-CDS-F2:TGACGACAAGCTTCATATGGCTAACATGAACGGCGACGAG,SULT-CDS-R2:TGGTGATGTCCGTTTAAACTTACTTGAACGAGCCACCATTCTGC),对禾谷镰刀菌的RNA进行反转录后,利用设计的引物扩增FSULT1的cDNA,回收目的片段进行测序比对,获得一种新的磺基转移酶基因fsult1,其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
2、磺基转移酶FSULT1酵母表达载体构建与酵母转化、重组子的筛选
将含有完整的fsult1的DNA片段连接到PRS425m载体上,构建了组成型表达质粒PRS425m-fsult1,转入营养缺陷型酵母受体BJ5464中进行异源表达。具体操作如下:
合成时引入酶切位点。在启动子前加入NdeI酶切位点,在终止子后加入PmeI酶切位点,片段长度为0.96Kb。FSULT1扩增片段见图1。
用NdeI和PmeⅠ双酶切穿梭载体PRS425m并回收片段。利用无缝连接克隆试剂盒将两片段连接。
热激法转化入大肠杆菌感受态DH5α。Ampr抗性筛选,提取质粒,ScaI和NdeⅠ酶切鉴定。重组质粒PRS425m-FSULT1图谱见图2。
将酿酒酵母S.cerevisiae BJ5464-NpgA接种至YPD培养基中,30℃、200r/min培养至O.D.值0.8-1.0,按照ZYMO公司提供的说明书制备酿酒酵母感受态细胞并进行重组质粒的转化。将含有磺基转移酶基因的PRS425m-FSULT1重组质粒转化入酿酒酵母中,涂布于亮氨酸缺失的SC固体缺陷培养基,30℃培养3天左右,利用亮氨酸营养缺陷型标记筛选重组子。
获得的酵母转化子,划线培养至新的SC--Leu缺陷培养基上,于30℃培养箱中培养2天左右。
实施例2:应用磺基转移酶重组载体PRS425m-FSULT1实现对聚酮类化合物Desmethyl-Lasiodiplodin(化合物1)的磺基化修饰
在上述重组菌株培养过程中,添加化合物1进行作用。然后用有机溶剂提取,将提取物进行HPLC液相、二级质谱分析,确证产物结构。HPLC-HRMS液相质谱分析结果显示,化合物1被成功转化,出现了另外一个产物峰。分离该产物,并进行进一步的结构分析,证明是与化合物1不同结构的产物聚酮类化合物2。经质谱和核磁共振分析发现,化合物2与化合物1结构的区别是5位碳原子的羟基上增加了一个磺基。证明了本发明所提供的磺基转移酶基因可用于对苯二酚内酯类聚酮化合物的糖基化修饰,增加聚酮化合物库的多样性。具体方法如下:
1.实验目的
通过HPLC高效液相分离得到经磺基化修饰后的代谢产物并分析其分子结构。
2.实验方法
1)发酵培养
采取二步法发酵技术,首先将适量的酵母转化子菌体接种至相应的25-mL-Leu液体缺陷培养基中,30℃、200r·min-1培养16h左右,再加入等体积YPD低糖培养基,同时分别加入5mg Desmethyl-Lasiodiplodin化合物1纯品继续培养48h;用乙酸乙酯提取发酵产物两次,乙酸乙酯与发酵液的比例为1:1,即用50ml的乙酸乙酯提取发酵产物;旋转蒸发仪回收乙酸乙酯干燥萃取物,1ml甲醇复溶萃取物。
2)液质联用(LC-MS)检测:
取1-mL上述所得发酵产物经高速离心和0.22μm滤膜过滤后,用高效液相色谱检测。
液相色谱分析仪器为Agilent公司1290高效液相色谱,色谱柱为Agilent ZorbaxExtend-C18 1.8μm、2.1×50mm的C18柱;流动相总流速为0.4mL/min;流动相为流动相A、流动相B或流动相A和流动相B的混合物,流动相A为0.1%(体积比)甲酸水溶液、流动相B为乙腈;总洗脱时间为25分钟;洗脱过程为:0~0.5min,流动相B占流动相的体积比为30%,0.5~4min流动相B占流动相的体积比由30%线性上升至70%,4~12min流动相B占流动相的体积比由70%线性上升至100%,12~17min流动相B占流动相的体积比为100%,17~17.5min流动相B占流动相的体积比由100%线性下降至30%,17.5~25min流动相B占流动相的体积比为30%;柱温40℃,样品的进样量为2μL,柱后流出液不经分流直接进入质谱检测。
质谱分析仪器为Agilent 6520四极杆飞行时间质谱(Agilent,USA),采用电喷雾离子源负离子模式检测;碎裂电压和毛细管电压分别为30V和3500V;脱溶剂气为高纯氮气,温度为300℃,流量为10L/min;雾化器压力为25psi;质量扫描范围为200~1200m/z;每0.97秒采集一次数据。
3.实验结果及分析:
通过HPLC分析发现,天然聚酮类化合物1(Desmethyl-Lasiodiplodin)的峰减少,得到了另外一个峰,说明天然产物化合物1被转化。
分离产物进行质谱及核磁共振分析证明,化合物1通过磺基转移酶FSULT1的修饰作用转化为了化合物2。
经质谱分析及核磁共振的C谱及H谱结果分别得到了化合物1、2的大致结构式,通过比较两种化合物的相对分子质量发现化合物2比化合物1的相对分子质量大80amu,结合分子结构可确定化合物2分子上多出了一个磺基基团。
以上结果证明,本发明涉及的磺基转移酶可用于对聚酮类化合物进行磺基化修饰,增加聚酮化合物库的多样性。
重组菌株发酵产物色谱图及产物结构见图3和图4。
实施例3:应用磺基转移酶重组载体PRS425m-FSULT1对其他多酚类化合物的修饰
重组菌株培养过程中分别添加20种不同的多酚类化合物,分别将得到的发酵转化产物用有机溶剂提取,并进行HPLC液相分析,LC-MS分析产物转化结果。
通过分析证明了磺基转移酶基因可用于对多酚类化合物的糖基化结构修饰,增强多酚类化合物的溶解性。所实验的20种多酚类化合物底物中有13种可产生转化,其产物列表如表2所示。
表2用fsult1基因作用的多酚类底物和产物结构信息
Figure BDA0002016042150000081
Figure BDA0002016042150000091
1.实验目的
通过HPLC-HRMSMS高效液相-高分辨质谱联用证明磺基转移酶FSULT1可以修饰多种苯二酚内酯类、异香豆素类、acyl-resorcylic acids(ARA)类、benzaldehyde类化合物。
2.实验方法
1)发酵培养
采取二步法发酵技术,首先将适量的酵母转化子菌体接种至相应的25ml-Leu/-Trp液体缺陷培养基中,30℃、200r·min-1培养16h左右,再加入YPD低糖培养基25ml,同时分别加入5mg纯品继续培养48h,所用多酚类样品共20种;用乙酸乙酯提取发酵产物2次,乙酸乙酯与发酵液的比例为1:1,即用50ml的乙酸乙酯提取发酵产物;旋转蒸发仪回收乙酸乙酯干燥萃取物,1ml甲醇复溶萃取物。
2)高效液相(HPLC)色谱检测:
将上述所得发酵产物经高速离心后用高效液相色谱检测。
HPLC检测条件如下:31min条件:色谱柱Kromasil 100-5-C18,采用乙腈-H2O为流动相进行梯度洗脱,梯度洗脱条件:梯度洗脱条件:0~5min,乙腈10%;5~15min,乙腈从10%→95%;15~25min,乙腈为95%;25~28min,乙腈从95%→10%;28~31min,乙腈为10%。流速0.8mL·min-1,检测波长为300nm。
13min条件:色谱柱RRHD Eclipse Plus C18,4.6x100mm,采用乙腈-H2O为流动相进行梯度洗脱,梯度洗脱条件:梯度洗脱条件:0~5min,乙腈从10%→50%;5~10min,乙腈从50%→95%;10~12min,乙腈为95%;12~12.5min,乙腈从95%→10%;12.5~13min,乙腈为10%。流速0.5mL·min-1,检测波长为300nm。
3.实验结果及分析
通过HPLC分析发现,添加的20种底物中共有13种样品发生了转化,分别为编号1-13。在发酵产物的色谱图中除了添加的起始底物的峰,还得到了另一个的化合物的峰,确定添加的底物发生了转化。
经二级质谱结果分析,分别得到了转化后产物的相对分子量,通过比较两种化合物的相对分子质量发现转化后产物均比起始底物的相对分子质量大80,结合分子结构可确定转化后化合分子上多出了一个磺基,证明了磺基转移酶fsult1基因可用于对多酚类化合物的结构修饰,增加多酚类化合物库的多样性。
重组菌株发酵产物色谱图见图5到图15。
转化前后化合物的化学式,结构及分子量见表2。
实施例4:天然聚酮类产物(化合物1)及其磺基化修饰产物(化合物2)的溶解性比较实验目的
确定磺基化对化合物天然聚酮类产物在不同溶剂中的溶解度影响。
1.实验方法
分别称取化合物2与化合物1各1mg,置于25℃±2℃1ml的10种不同溶剂中,每隔5分钟强力振摇30秒钟;观察30分钟内的溶解情况,如看不见溶质颗粒或液滴时,即视为完全溶解。所选取溶剂有蒸馏水,甲醇,乙醇,N-甲基吡络烷酮等。
2.实验结果及分析
天然聚酮类产物(化合物1)及其磺基修饰产物(化合物2)在不同溶剂中的溶解性如表3所示。
表3化合物2与化合物1在不同溶剂中的溶解性
Figure BDA0002016042150000111
注:不溶-;微溶-+;部分溶解+;大部分溶解++;完全溶解+++
通过观察比较10种不同溶剂中的溶解结果,发现在大部分溶剂中的溶解度均得到了或多或少的提高。说明磺基化产物的溶解性通过修饰得到了提升。
此外,通过对FSULT1所转化的酚类底物与转化后产物的HPLC液相分析和ClogP的计算,亦得出相同结论,即磺基化增强酚类化合物的水溶性。
实施例5:比较多酚类化合物修饰前后的极性变化
1.实验目的
通过HPLC检测,根据出峰时间,比较多酚类化合物修饰前后的保留时间,并结合ClogP值变化,确定磺基化修饰对不同多酚类化合物极性的影响。
2.实验方法
将可参与转化的多酚类化合物及其磺基化产物溶解于色谱甲醇中,用高效液相色谱检测。
HPLC检测条件如前所述。
3.实验结果及分析:
多酚类底物及其磺基化产物的色谱峰保留时间和ClogP值如表4所示:
表4多酚类底物及其磺基化产物的色谱峰保留时间和ClogP值
Figure BDA0002016042150000121
通过比较色谱峰的保留时间可以发现,磺基化产物的出峰时间提前,出峰时有机相的比例减小,极性增大,说明其磺基化产物的溶解性在水相中增强。
通过比较ClogP值也可发现,磺基化产物的ClogP值显著减小,且大多落在2.5-4之间,是公认的适合成药的极性范围。
序列表
<110> 中国农业科学院生物技术研究所
<120> 一种修饰酚类化合物的真菌磺基转移酶
<130>
<160> 2
<170> PatentIn version 3.1
<210> 1
<211> 924
<212> DNA
<213> 禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum PH-1)
<400> 1
ATGGCTAACA TGAACGGCGA CGAGAAGAAA ATACCCCAAA AGACCCGTGA GGTCAGTAAC 60
CATCACATGG ACTCTACAGT CTGGAACGAT GTCAAGCTCA GATCAGATGA TATCATCATC 120
TCAACCTACT CCAAGTCAGG AACAACATGG GTGCAACAAA TCGTCTCTCA GCTCATCCAT 180
AAAGGTGACC CAACCGTTGC AGCGGGCGCT TTGTCACCAT GGGTTGACAT TCGCATTGTC 240
CCTAGGGAGG TCATGCTTGA AATGGTTGAG GCTCAGACAC ACAGGCGTTT CATGAAGACA 300
CACTTGCCCG TCGACAGTCT CGTGTGGGAT CCTAAAGTCA AGTACATCTT CATCGCCCGC 360
GACGGTCGAG ACATGATCTG GAGTCTTCAC CACCACTTCT ATACTGCAAC ACCCACCTTT 420
TACAGCTTTT TCGAAAACAC TGGCATAGCC CCATTTGAAC GGCCTAGCGA GAACCCGAGG 480
GATATGTTGA TTGATCTCAT CGAAGATGAC ACCCGTCCCA CGATTTGTTG GCCTTTTTGG 540
AGCCACATTC GAGGATGGTG GGAGCGTCGC GACCAGCCCA ACCTCATGCT GGTTCACTTC 600
AACGACCTCA AGAAGGATCT TGAGGGAGAG ATTCGCAAGA TTGCCAAGTT TCTTGAAACC 660
CCTGACATGG CTGAGGACAA GTTCAAAGAT GTCGTTGAGC ACTGTACTTT TGACTGGATG 720
AAGGAACATG CGGAGCTAGC TGCACCGCCT CAAGCTGCAG TTGCATGGGA GAATGGTGCC 780
AGGGACTTTG TCAACAAAGG TTCCAATGGA CGATGGAGAG ATGTGTTGTC TGAGGAAGAT 840
AACAAGAGGT ACCTGGACAA GGCGAGAGAG GAGCTTGGGG AAGAGTGCGC GAACTGGTTG 900
CAGAATGGTG GCTCGTTCAA GTAA 924
<210> 2
<211> 307
<212> PRT
<213> 禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum PH-1)
<400> 2
Met Ala Asn Met Asn Gly Asp Glu Lys Lys Ile Pro Gln Lys Thr Arg
Glu Val Ser Asn His His Met Asp Ser Thr Val Trp Asn Asp Val Lys
Leu Arg Ser Asp Asp Ile Ile Ile Ser Thr Tyr Ser Lys Ser Gly Thr
Thr Trp Val Gln Gln Ile Val Ser Gln Leu Ile His Lys Gly Asp Pro
Thr Val Ala Ala Gly Ala Leu Ser Pro Trp Val Asp Ile Arg Ile Val
Pro Arg Glu Val Met Leu Glu Met Val Glu Ala Gln Thr His Arg Arg
Phe Met Lys Thr His Leu Pro Val Asp Ser Leu Val Trp Asp Pro Lys
Val Lys Tyr Ile Phe Ile Ala Arg Asp Gly Arg Asp Met Ile Trp Ser
Leu His His His Phe Tyr Thr Ala Thr Pro Thr Phe Tyr Ser Phe Phe
Glu Asn Thr Gly Ile Ala Pro Phe Glu Arg Pro Ser Glu Asn Pro Arg
Asp Met Leu Ile Asp Leu Ile Glu Asp Asp Thr Arg Pro Thr Ile Cys
Trp Pro Phe Trp Ser His Ile Arg Gly Trp Trp Glu Arg Arg Asp Gln
Pro Asn Leu Met Leu Val His Phe Asn Asp Leu Lys Lys Asp Leu Glu
Gly Glu Ile Arg Lys Ile Ala Lys Phe Leu Glu Thr Pro Asp Met Ala
Glu Asp Lys Phe Lys Asp Val Val Glu His Cys Thr Phe Asp Trp Met
Lys Glu His Ala Glu Leu Ala Ala Pro Pro Gln Ala Ala Val Ala Trp
Glu Asn Gly Ala Arg Asp Phe Val Asn Lys Gly Ser Asn Gly Arg Trp
Arg Asp Val Leu Ser Glu Glu Asp Asn Lys Arg Tyr Leu Asp Lys Ala
Arg Glu Glu Leu Gly Glu Glu Cys Ala Asn Trp Leu Gln Asn Gly Gly
Ser Phe Lys

Claims (2)

1.一种磺基转移酶在酚类化合物磺基化修饰中的应用,所述酚类化合物是Desmethyl-lasiodiplodin,所述磺基转移酶的氨基酸序列为SEQ ID NO. 2所示,所述应用是非诊断和治疗目的的应用。
2.权利要求1所述的应用,所述酚类化合物磺基化修饰,是酚类化合物中的苯环羟基磺基化修饰。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107356577A (zh) * 2017-07-25 2017-11-17 陕西师范大学 一种通用型磺基转移酶活性分析方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fusarium graminearum PH-1 hypothetical protein partial mRNA;XM_011324615.1;《Genbank》;20150731;第1-2页,参见序列及相关信息部分 *
Purification and reaction mechanism of arylsulfate sulfotransferase from Haemophilus K-12, a mouse intestinal bacterium;N S Lee等;《Journal of biochemistry》;19951031;第118卷(第4期);第796-801页,参见全文 *

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