本發明公開了SmSIP1蛋白及其編碼基因在促進鯊烯合酶降解中的應用。本發明通過實驗證明SmSIP1蛋白具有泛素連接酶的活性，而且SmSIP1蛋白能夠促進鯊烯合酶降解，調控鯊烯合酶含量。本發明為深入研究鯊烯合酶在甾醇和三萜類代謝途徑中的作用機制奠定基礎，并為甾醇和三萜類生物合成的進一步研究和工業化生產提供理論依據。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及SmSIP1蛋白及其相關生物材料在調控鯊烯合酶含量中的應用，特別涉及SmSIP1蛋白及其相關生物材料在促進鯊烯合酶降解進而調控丹參中甾醇合成途徑的鯊烯合酶含量中的應用。

背景技術

隨著生命科學研究的快速發展，人們發現基因組的序列信息并不能夠完整解釋各種生命過程及現象，蛋白質作為細胞活性及功能的體現者，在生命過程中具有不可替代的作用。然而蛋白質作為生命活動的直接執行者，還需要經過不同程度的加工和修飾才能發揮功能。蛋白質的翻譯后修飾(post-translational modifications，PTM)可以改變自身的空間構象、活性、穩定性及其與其他分子相互作用等方面的性能，從而參與調節機體多樣化的生命活動。目前已經確定的翻譯后修飾方式超過400種，常見修飾過程有磷酸化、泛素化、甲基化、乙酰化、糖基化、SUMO化、亞硝基化和氧化等等。據估計，人體內50-90％的蛋白質發生了翻譯后修飾，正是這種蛋白質翻譯后修飾的作用，使得一個基因并不只對應一個蛋白質，從而賦予生命過程更多的復雜性。

在各種形式的蛋白質翻譯后修飾中，泛素化過程引起了越來越廣泛的關注，2004年諾貝爾化學獎授予了在“泛素介導的蛋白質降解過程研究”中做出開創性貢獻的三位科學家。泛素化與蛋白質磷酸化信號轉導作用相似，主要作用于調節那些受環境剌激和受組成型調節的蛋白質的水平。因此蛋白質的泛素化修飾參與許多生命活動的生理進程，比如：細胞增生和分化調節、細胞周期進程、蛋白轉運、DNA修復、細胞器的發生、內質網蛋白質的質控、細胞調亡和細胞對逆境的反應等等。

泛素化是真核生物細胞中重要的蛋白質翻譯后修飾的過程，對生物體生長發育和生物體對周圍環境適應性起調控作用，其中泛素分子是由76個高度保守的氨基酸組成的多肽。該過程首先是靶蛋白被泛素分子標記，然后被蛋白酶體識別后降解。標記靶蛋白的過程由E1泛素活化酶、E2泛素結合酶和E3泛素連接酶共同介導催化完成。El泛素活化酶依靠ATP提供能量催化泛素分子與底物蛋白結合，同時激活泛素分子轉移至E2泛素結合酶，最后通過E3泛素連接酶與賴氨酸殘基結合標記靶蛋白。E3泛素連接酶在靶蛋白特異性識別中起關鍵作用，根據其亞基成分和作用機制，泛素連接酶E3可分為單亞基類型如HECT、RING/U-box和多亞基類型如SCF復合物、后期促進復合物(APC)、CUL3-BTB、CUL4-DDB等類型。研究表明，擬南芥蛋白組中，多于5％的被預測蛋白(超過1400個基因)參與泛素化/26S蛋白酶體途徑。在這些蛋白中，僅很少的部分編碼E1酶(有兩個同等型)，37個被預測的E2，26S蛋白酶體組分，以及其他的因子(諸如去泛素化酶)。而多于1400個基因編碼的E3泛素連接酶參與泛素化依賴的蛋白酶體降解途徑。種類多樣的E3泛素連接酶使其參與特定的蛋白酶體降解途徑。通過不同的E2和E3的結合，也能夠增加E3識別目標蛋白的特異性。因此，E3的多樣性，以及E3與E2結合的多樣性，不僅能夠調節不同類型的泛素化修飾，也可以特異的調節目標蛋白。

鯊烯合酶(squalene synthase，SS或SQS)是生物合成三萜、甾醇、膽固醇等萜烯類物質中的一個關鍵酶，其含量和活性決定了后續產物的產量。關于鯊烯合酶是否存在翻譯后修飾，目前報道較少。Timothy P.等用真菌誘導子處理煙草的懸浮細胞之后，發現在45-50h之間，TSS蛋白出現了快速的降解，而且在TSS蛋白的第75-89位氨基酸之間存在與調控蛋白質降解相關的PEST序列，因此推測TSS蛋白可能存在翻譯后修飾。

丹參是我國傳統中藥，為唇形科鼠尾草屬植物，具有祛瘀止痛、活血通經、涼血消癰和清心除煩之功，常用于心血管系統和血液系統等疾病的治療。由于其分布區廣、生命力強、世代周期短、組織培養和轉基因技術體系成熟、基因組小、染色體數目少等特點，被認為是中藥研究的理想模式生物。