铁皮石斛尿苷二磷酸糖基转移酶(UGT)基因家族鉴定与表达分析

尿苷二磷酸糖基转移酶(UGT)是一个在植物中高度保守的蛋白,通常在次生代谢途径中起作用。该文利用隐马可列夫模型(HMM)在铁皮石斛Dendrobium officinale全基因组中进行UGT基因家族成员筛选,共得到44个UGT家族成员。利用生物信息学对铁皮石斛基因的结构、系统进化以及启动子区域原件进行分析,结果表明,UGT基因家族可分为4个亚家族,各亚家族中UGT基因具有相对保守的基因结构,拥有9个保守的结构域。UGT基因上游启动子区含有多种植物激素及环境因子相关的顺式作用元件,表明UGT基因的表达可能会受到植物激素和外界环境因素的诱导,比较铁皮石斛不同组织中UGT基因的表达,发现UGT基因在铁皮石斛各个部位中均有表达,可以推测UGT基因在铁皮石斛多个组织的中发挥着重要作用。通过对铁皮石斛菌根共生低温胁迫、缺磷胁迫的转录组分析,该研究发现仅有一个基因在菌根共生和低温、缺磷胁迫下均上调表达。该研究结果有助于了解兰科植物UGT基因家族的功能,为深入研究铁皮石斛多糖代谢途径的分子调控机制提供理论基础。     

基于芍药转录组挖掘芍药苷生物合成相关基因

芍药苷是中药白芍、赤芍的主要活性成分,也是两者质量控制的指标成分之一。芍药苷属于蒎烷型三环单萜苷类化合物,其生物合成主要通过MEP和MVA途径生成单萜共同前体GPP,再在萜类合酶、细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)、尿苷二磷酸糖基转移酶(UDP-glucuronosyltransferase, UGT)以及酰基转移酶(acyltransferase, AT)的催化下形成具有活性的芍药苷。为挖掘芍药苷生物合成相关基因,该研究构建芍药Paeonia lactiflora花、叶和根3个部位的cDNA文库进行测序,共获得30 609条ORF。该研究对转录组中的所有CYP450基因进行功能注释分析及表达量分析,筛选出属于CYP71A、CYP71D亚家族且与单萜合酶PlPIN表达趋势一致的11条可能参与芍药苷生物合成的CYP450基因;后续又通过功能注释分析、序列全长分析、基因表达量分析、系统进化树分析进一步筛选得到与PlPIN表达相一致的且可能参与芍药苷生物合成的UGT基因7条及AT基因9条。该研究提供了一个系统的分析筛选方法并大大缩小了候选基因的数量,减少功能基因...     

尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸转移酶介导的中药-药物相互作用

随着中药在世界范围的广泛使用及对Ⅱ相药物代谢酶UGT的表达、功能、调控的进一步认识,对UGT酶介导的中药多组分之间、中药复方以及中药与化学药物之间的相互作用的研究被越来越多人关注。本文对近年来UGT介导的中药-药物相互作用主要研究进展进行综述并提出展望。     

黄芩素尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶特异性代谢对于其肝代谢的预测

 目的 测定黄芩素的尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶特异性代谢指纹谱,运用尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶代谢速率、动力学特征预测该化合物在人体肝微粒体中的代谢行为。方法 采用12种人源尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶以及人肝微粒体,在体外测定黄芩素代谢速率及代谢动力学特征。结果 尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶特异性代谢指纹谱表明尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A9是对黄芩素代谢最快的尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶同工酶。代谢动力学研究及动力学参数比较结果显示,尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A9可能是负责黄芩素肝代谢的主要同工酶。相关性研究结果同样明确显示,尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶酶特异性代谢可对黄芩素在人体肝微粒体中的代谢情况进行预测。结论 黄芩素主要由尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A9代谢,其尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶特异性代谢指纹谱、代谢动力学特征可用于预测黄芩素在肝微粒体中的代谢速率及代谢特征。     

人尿苷二磷酸葡糖醛酸转移酶(UGT)亚型参与反式-白藜芦醇体外代谢的研究

目的:研究参与反式-白藜芦醇(trans-resveratrol,TR)Ⅱ相代谢的主要尿苷二磷酸葡糖醛酸转移酶(UGTs)亚型。方法:在体外对反式-白藜芦醇与12种主要的人重组UGT亚型进行温孵,采用液相色谱-质谱法测定其葡萄糖醛酸代谢产物,对其结构做初步分析,并考察不同UGT亚型对白藜芦醇代谢产物生成速率的影响。结果:在体外代谢系统中,白藜芦醇被UGT催化生成2种单葡萄糖醛酸代谢产物M-1和M-2,初步推断其为白藜芦醇-4’和3-葡萄糖醛酸化物,亚型UGT1A1,1A3,1A8,1A9,1A10都参与了催化产生代谢产物M-1和M-2,UGT1A6,1A7仅对M-2的生成有贡献。随着底物浓度的升高,UGT1A1,1A10催化底物产生M-1和M-2及1A8催化底物产生M-2的速率都减慢,出现了底物抑制现象。结论:UGT1A1,1A8,1A9,1A10参与了代谢产物M-1的产生,其中UGT1A9的贡献最大,UGT1A1,1A6,1A7,1A8,1A9,1A10参与了代谢产物M-2的产生,其中1A1和1A9贡献最大,UGT1A3也有少量参与2种代谢物的产生,其他亚型几乎都不参与反式-白藜芦醇的Ⅱ相代谢反应。     

中药化学成分对UGT1A1表达调控及活性作用研究进展

尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1(UGT1A1)是一种重要的Ⅱ相代谢酶,不仅介导了大量临床药物、非药外源物的代谢清除,同时还在维系机体内源性物质代谢平衡中发挥着至关重要的作用。UGT1A1表达/功能的改变不仅会引起药物/中药-药物相互作用,还可导致内源性物质的代谢紊乱,引发高胆红素血症、胆红素脑病及肝损伤等毒副作用。目前已发现多种临床药物及中药成分等外源物可调控UGT1A1的活性。该文结合国内外在药物代谢及毒理学相关领域新近研究进展,综述了不同类型中药化学成分(如黄酮类、香豆素类、生物碱类等)对UGT1A1表达调控及活性作用,包括中药化学成分对UGT1A1酶活性的抑制作用和中药化学成分对UGT1A1酶的诱导作用。该文能够为UGT1A1介导的中药-药物相互作用提供深入的理解和一定的参考,有助于未来指导临床上中药制剂的合理使用。     

大花红景天尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶基因组DNA的克隆及分析

目的 克隆大花红景天Rhodiola crenulata尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶基因组DNA,并利用生物信息学对其编码区与启动子进行分析.方法 以大花红景天为样品,采用优化的CTAB法提取大花红景天基因组DNA,并利用hiTAIR-PCR 技术经过3次步移获得大花红景天UDPGT (RcUDPGT)基因DNA序列,并利用生物信息学对其进行分析.结果 克隆得到RcUDPGT基因的DNA序列2 977 bp,其中包含1 499 bp的编码区域(包括82 bp的内含子序列)和1500 bp的编码区5,上游侧翼域序列(包括启动子区域).生物信息学分析证明该序列为UDPGT基因且与其他植物UDPGT同源,具有亲水性且定位于细胞质中,三级结构预测表明该基因编码的蛋白具有UDPGT功能结合位点.启动子分析表明其存在光响应、厌氧响应、热响应、低温响应、压力与防御响应和花色素苷合成响应元件等.结论 克隆的RcUDPGT基因结构完整,具有典型的功能结合位点,为红景天分子生物学与代谢工程研究提供参考.     

丹酚酸A对大鼠肝脏尿苷二磷酸葡醛酸转移酶活性的影响

目的 考察丹酚酸A(salvianolic acid A,SAA)对大鼠肝脏尿苷二磷酸葡醛酸转移酶(UGTs)的影响。方法 SD大鼠48只,雌雄各半,随机分为SAA组、阳性对照组和空白对照组3组。连续给药1周后断头处死动物,分离制备肝组织亚细胞组分,以对硝基酚(4-NP)为探针药物,HPLC法测定各亚细胞组分UGTs活性。结果 在不同肝组织亚细胞组分中,以肝微粒体的UGTs酶活性最高,且雄鼠显著高于雌鼠;与空白对照组比较,SAA组大鼠的肝微粒体蛋白浓度和UGTs酶活性均无显著变化,差异无统计学意义(P ＞ 0.05)。结论 SAA经静脉途径连续给药1周对SD大鼠肝脏的UGTs酶活性无显著的诱导或抑制作用,提示其在临床应用时发生经UGTs酶介导的药物相互作用的潜在风险较小。     

人参皂苷生物合成相关的尿苷二磷酸依赖的糖基转移酶研究进展

人参皂苷是一类具有丰富药理活性的重要天然产物,常见的类型包括达玛烷型（protopanaxadiol type,PPD-type/proto-panaxatriol type,PPT-type）、齐墩果烷型（oleanane type,OA-type）和奥克悌隆型（ocotillol type,OCT-type）,可广泛应用于医药、农业和工业生产等领域。尿苷二磷酸（Uridine diphosphate,UDP）依赖的糖基转移酶（UDP-glycosyltransferases,UGTs）是催化人参皂苷生成的关键酶,对人参皂苷结构的形成及药理作用的发挥具有重要意义。综述了人参皂苷的分布、结构多样性和生物合成途径,并基于几种常见人参皂苷类型重点阐述了与糖基化反应相关的UGTs,以期为人参皂苷生物合成相关研究提供参考。     

人尿苷二磷酸葡糖醛酸转移酶参与马钱子碱和士的宁体外代谢研究北大核心CSCD

目的考察参与士的宁和马钱子碱Ⅱ相代谢的主要人尿苷二磷酸葡糖醛酸转移酶(UGTs)亚型,为预测其与其他药物代谢性相互作用提供理论借鉴。方法士的宁和马钱子碱分别与大鼠肝微粒体(RLMs)、人肝微粒体(HLMs)和12种主要人重组UGTs亚酶进行孵育,采用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)法检测士的宁和马钱子碱葡糖醛酸代谢产物,考察参与其体外Ⅱ相代谢UGTs亚酶类型。结果马钱子碱和士的宁均在HLMs里生成1个单葡糖醛酸代谢产物,而在RLMs中未产生,单酶试验中二者均只在UGT1A4重组酶中发生代谢。结论马钱子碱和士的宁在人鼠代谢中存在种属差异,UGT1A4为其主要代谢亚酶。该研究结果可为临床预防马钱子因药物代谢性相互作用引发的不良反应提供理论和实验依据。     

滇重楼糖基转移酶基因的克隆和原核表达

目的:克隆滇重楼皂苷类成分生物合成途径中关键酶糖基转移酶基因(PpUGT1,PpUGT7),并对其进行生物信息学分析、相对表达量分析和原核表达.方法:试剂盒法提取滇重楼RNA并反转录,根据滇重楼转录组数据设计特异性引物,克隆基因全长,使用软件对其进行生物信息学分析,利用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time P...     

他克莫司对肠尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸转移酶1A8抑制作用研究

目的探讨他克莫司对肠道尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UGT)1A8抑制潜能,这种抑制作用被推测是导致他克莫司与酚酸(MPA)相互作用的潜在原因。方法重组的肠道尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A8用来作为酶源,4-甲基伞形酮(4-MU)用来作为非特异性底物。结果抑制动力学研究表明,他克莫司对肠道尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A8的抑制作用更趋向于竞争性抑制型的抑制类型,并且抑制剂常数Ki被确定为6.1uM。结论他克莫司对肠道尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A8具有明显的抑制作用,从而解释他克莫司与酚酸的相互作用。     

茶树尿苷二磷酸-葡萄糖-脱氢酶基因的克隆及其表达分析

目的对参与多糖合成途径的茶树尿苷二磷酸-葡萄糖-脱氢酶基因(CamelliasinensisUDP-glucose-dehydrogenase gene,CsUGD)进行克隆、生物信息学分析、组织表达特异性分析及测定茶树不同器官组织多糖含量。方法通过转录组数据获得茶树同源基因序列。利用ProtParam、TMpred、signalP、NetPhos、SMART、SSPro 4.0等在线软件进行生物信息学分析。VMD编辑CsUGD基因蛋白质三维结构;Jalview软件进行多序列比对;MEGA5.0构建系统进化树。采用qRT-PCR对不同器官组织进行基因表达差异分析,通过蒽酮硫酸比色法测定不同器官的多糖含量。结果获得茶树CsUGD基因(MG366591)全长cDNA序列,该序列全长1 866 bp,编码480个氨基酸。CsUDP蛋白属于稳定亲水蛋白,不含信号肽,具有跨膜结构,并与柿树亲缘关系最近。荧光定量PCR显示,CsUGD在茶树的侧根中表达量最高;蒽酮硫酸比色法测定显示,在侧根中多糖含量最高。结论首次从茶树中克隆出CsUGD基因,阐明该基因在茶树生长发育中的重要作用,在茶树多糖合成途径中起到关键作用,为茶树育种并提高茶叶药用价值提供科学依据。     

欧洲花楸糖基转移酶基因的全长克隆与表达分析

目的:研究欧洲花楸植保素糖基化修饰的相关基因,从欧洲花楸悬浮细胞中克隆糖基转移酶(glycosyltransferase,GT)基因,进行序列分析和原核表达。方法:基于欧洲花楸转录组数据设计特异性引物,克隆得到2条Sa UGTs基因的c DNA序列,构建HIS-MBP-pET28a-SaUGTs原核表达载体,诱导表达Sa UGTs重组蛋白。结果:克隆得到2条糖基转移酶基因Sa UGT1和Sa UGT2序列,完整开放阅读框为1 458 bp和1 431 bp,分别编码485和476个氨基酸,相对分子质量为54. 27 k Da和53. 49 k Da,理论等电点为5. 50和5. 63。生物信息学分析显示,无信号肽,含有糖基转移酶家族保守结构域(PSPG)。系统进化结果显示Sa UGT1和Sa UGT2蛋白与拟南芥UGT85家族亲缘关系较近。实时荧光定量PCR检测显示,欧洲花楸悬浮细胞经酵母提取物(YE)诱导后,Sa UGT1和Sa UGT2的相对表达量明显上调,分别在24 h和12 h达到最大值。通过IPTG诱导,在大肠埃希菌中成功表达Sa UGT1和Sa UGT2重组蛋白,并得到了纯化的重组蛋白。结论:该研究首次在欧洲花楸中克隆得到糖基转移酶基因,并成功构建了原核表达载体,为进一步研究该类基因的功能奠定了基础。     

鸢尾糖基转移酶ItUGT797基因的克隆与表达分析＊

目的 对川射干（Iris tectorum Maxim.）中可能参与黄酮类化合物生物合成的糖基转移酶基因ItUGT797展开初步研究，解析ItUGT797编码蛋白的各项生物信息指标并优化其原核表达体系。方法 提取鸢尾各组织部位的RNA并进行反转录获得cDNA文库，根据鸢尾转录组中ItUGT797基因序列设计基因特异性引物，通过同源克隆的方法构建pET-32a （+）-ItUGT797原核表达重组载体。使用各类生物信息学网站对测序后的ItUGT797序列进行理化性质、蛋白结构和进化关系等分析；实时荧光定量PCR（Quantitative Real-time PCR）验证基因在各部位的表达情况；蛋白体外表达情况则使用大肠杆菌体系检测。结果 ItUGT797开放阅读框长度为1455 bp，编码蛋白分子量大小分别为53.80 kDa。ItUGT797在各组织中表达情况为花>叶>根茎。系统发育进化树表明，ItUGT797可能是具有7-O-糖基化活性的糖基转移酶。原核表达结果显示在诱导剂IPTG为0.1mM时，ItUGT797能够表达出较多的可溶性蛋白。结论 本研究成功从鸢尾中克隆了ItUGT797基因，并分析了其编码蛋白的特征，检测了基因在根茎、叶和花中的表达量，同时通过原核表达体系筛选出最适合该基因可溶性蛋白表达的诱导剂浓度，为后续探索其参与鸢尾中黄酮类成分生物合成的功能奠定理论基础。     

天麻中糖基转移酶基因GeGT1的克隆及原核表达分析

目的 克隆天麻糖基转移酶基因(glycosyltransferase,GeGT1)的全长cDNA序列,进行序列分析和原核表达分析,并探究该基因在天麻不同器官中的表达规律.方法 在天麻转录组数据库中通过注释和比对,用Primer Premier 5.0软件设计基因特异性引物.通过反转录聚合酶链式扩增(reverse tr...     

穿心莲TCP基因家族全基因组鉴定及非生物胁迫下的表达分析

穿心莲是我国岭南地区重要的药用植物,具有清热解毒、抗菌消炎等功效。TCP基因家族是调控植物生长发育和胁迫响应的一类转录因子。为解析TCP基因家族成员在穿心莲非生物胁迫下的作用,该研究基于全基因组水平鉴定穿心莲TCP基因家族,并进行了其响应非生物胁迫的表达模式分析。结果表明,穿心莲TCP基因家族共有23个成员,氨基酸长度为136～508 aa,相对分子质量为14 854.71～55 944.90 kDa,等电点为5.67～10.39,均定位于细胞核,不均匀分布于13条染色体上,系统进化分析将其划分为3个亚家族：PCF、CIN和CYC/TB1。基因结构和保守基序分析显示绝大多数TCP基因家族成员均含有相同排列顺序的motif 1、motif 2、motif 3和1～3个CDS。启动子顺式作用元件分析表明穿心莲TCP基因家族的转录表达可能受光、激素和逆境胁迫的诱导;结合TCP基因家族响应逆境胁迫的表达模式分析和qRT-PCR验证,预测到ApTCP4、ApTCP5、ApTCP6和ApTCP11可能参与响应干旱、高温和MeJA等多种非生物胁迫。该研究为深入挖掘穿心莲TCP基因响应非生物胁迫下的功...     

北柴胡糖基转移酶基因BcUGT8的克隆、序列分析及其原核表达载体构建

目的 克隆北柴胡Bupleurum chinense中可能参与柴胡皂苷生物合成的糖基转移酶基因BcUGT8,构建其原核表达载体,为通过体外表达和纯化蛋白的催化活性,分析验证其功能奠定基础.方法 在Roche (454) GS FLX系统高通量测序已获得部分cDNA序列基础上,通过cDNA末端快速扩增技术(RACE)和长距离PCR扩增方法(LD-PCR)克隆全长cDNA.设计含有酶切位点的PCR引物,PCR扩增其开放阅读框(ORF),酶切后,插入到pET-28a(+)载体中,构建出原核表达载体.结果 扩增到北柴胡1个糖基转移酶(UGT)基因全长cDNA,构建了这一基因的原核表达载体.结论 通过BcUGT8基因的全长cDNA克隆、序列分析和原核表达载体的构建,为后续开展体外酶蛋白表达、纯化和催化活性分析实验,验证其生物功能奠定了基础.     

聚乙二醇400对黄芩苷及其主代谢物胆汁排泄的影响

目的:考察药用辅料聚乙二醇400(PEG400)对黄芩苷及其主代谢物黄芩素6-O-β-D-葡萄糖醛酸苷(B6G)胆汁排泄的影响,并分析其作用机制。方法:大鼠随机分为黄芩苷+水组与黄芩苷+PEG400组,利用10%水合氯醛(剂量4 mL·kg-1)腹腔注射诱导麻醉,制作大鼠胆管插管模型,待大鼠完全清醒后,以168 mg·kg-1剂量的黄芩苷分别给大鼠灌胃相应的黄芩苷水溶液和黄芩苷PEG400溶液,收集给药后0~12 h的胆汁,使用UPLC-MS/MS测定不同时间段药物经胆汁排泄的浓度,采用Thermo Hypersil GOLD C18色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.9μm),流动相乙腈(A)-0.1%甲酸水溶液(B)梯度洗脱(0~9 min,90%~27%B;9~10 min,27%~90%B;10~12 min,90%B),流速0.3 mL·min^-1,柱温30℃,进样量5μL;质谱条件为电喷雾离子源(ESI),正离子检测模式。利用体外孵育法和酶联免疫吸附测定(ELISA)研究PEG400对尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UGT)1A8和UGT1A9活性及二者在大鼠肝脏中表达的影响。结果:与黄芩苷+水组相比,黄芩苷+PEG400组大鼠12 h内胆汁中黄芩苷及其主代谢物B6G的累积排泄量分别增加了1.8,2.1倍;PEG400分别使UGT1A8与UGT1A9的酶活性提高了2.0,1.5倍,使肝脏中UGT1A8与UGT1A9的质量分数提高了2.2,1.3倍。结论:PEG400可通过提高UGT1A8与UGT1A9的活性和表达来显著增加黄芩苷及其主代谢物B6G的胆汁排泄,且对B6G胆汁排泄的促进作用大于原形药物黄芩苷,可为PEG400的临床合理应用及黄芩苷等黄酮类药物新剂型的设计提供依据。