一、选题背景
前胡，多年生传统药用植物，广泛分布在中国、日本、韩国以及俄罗斯东部沿海岸。2015年版《中国药典》规定: 前胡为伞形科植物白花前胡Peucedanum praeruptorum Dunn的干燥根，冬季至次春茎叶枯萎或未抽花茎时采挖,除去须根,洗净,晒干或低温干燥(国家药典委员会, 2015)。传统中医学认为前胡具有降气化痰,散风清热的作用，可用于痰热喘满,咯痰黄稠,风热咳嗽痰多。现代药理学研究表明，前胡的主要有效成分香豆素苷类具有抗炎作用，及抑制癌细胞的生长和代谢等多方面活性。前胡香豆素糖苷类化合物（如紫花前胡苷）通常来源于植物前胡中提取分离或化学合成，然而使用大量使用有机溶剂，回收率低且稳定性差等问题愈来愈难以满足商业化要求。糖基转移酶装配线是合成糖生物学中令人兴奋的发展，利用酶法避免了有机溶剂对环境造成的污染并大大减少副产物的生成，弥补了复杂结构化合物在合成过程中较难建立化学合成途径的缺陷。糖基转移酶是一类参与众多活性糖苷类化合物生物合成的关键酶，植物中存在大量的糖基转移酶执行不同的糖基化功能。然而，目前国内外尚未见前胡香豆素糖基转移酶的研究报道。
二、课题研究的意义
中药白花前胡在中医临床中是一种常用中药，在治疗外感风热，肺部痰郁，咳喘痰多，哮喘等方面有着悠久的历史。在过去的几十年里，化学成分研究表明，前胡的药用部位是其根部，其化学成分主要是香豆素类成分和挥发油。已有相关研究表明前胡中的香豆素成分具有以下作用：1、钙离子拮抗作用：在中医药学中，前胡被认为是治疗消化不良，支气管炎以及胸痛的有效药物。凯林内酯酰化物也由于具有扩张血管的作用而引起人们的重视，根据相关报道，白花前胡丙素及双氢丙素显著地增加血流量，约为凯林内酯酰化物的1.5倍，这种吡喃香豆素的心血管活性提醒人们可以进一步研究前胡提取物及其中的香豆素对各种平滑肌的活性。2、抗血小板聚集作用：在中医药学中，前胡可用来治疗胸痛等疾病，这和现代医学中治疗冠心病相一致。将白花前胡和紫花前胡根的水提物分别用正己烷、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇依次萃取，分别进行抗血小板聚集实验，结果表明乙醚和乙酸乙酯提取物为活性部位。3、抗癌作用：已有报道，一些香豆素类化合物具有阻止生癌作用，可以抑制癌细胞的生长和代谢。[1]因此香豆素类化合物具有多方面明显的生物学活性，尤其在抵抗当今危害人类健康的顽疾-AIDS和肿瘤方面表现突出。因此寻找更加有效的香豆素类天然药物，并对其活性成分进行深入研究，更显得尤为重要。
糖基转移酶是一类生物合成活性糖苷类化合物的关键酶，它参与糖基化修饰并赋予植物次生代谢产物新的性质。对前胡糖苷转移酶基因克隆和功能验证具有重要意义，为生物合成药用糖苷类化合物、开发糖基化工具酶以及新药研发提供新的物质基础和基因资源。
三、国内外研究现状
糖基化广泛存在于植物中，是一种重要的后修饰反应。糖基化可将糖苷配基转化为性质更稳定、结构和生物活性多样的糖苷。许多被糖基化修饰的化合物成为药物分子的重要来源。然而，天然产物中的糖苷类化合物存在含量低、提取难度大和提取产物纯度差等问题。在利用化学合成方法合成糖苷类化合物的过程中，无法实现特定位点的糖基化修饰，同时原料试剂和副产物易对环境造成污染。因此，近年来对糖基转移酶的研究日渐增多。
生物体内糖基化反应主要由糖基转移酶(glycosyltransferase,GT,EC 2.4.x.y)催化，糖基从活化的供体分子到受体分子就是由糖基转移酶调控的，通过各种糖基转移酶的作用从而形成多种多样的糖苷化合物(Vogt and Jones, 2000)。近年来，随着基因组学和转录组学的快速发展，发现多种植物存在GT基因，并且被报.道的和分析的植物GT基因家族也与日俱增(Li et al,2001;Caputi et al., 2012; Huang et al.,2015)。糖基转移酶催化甾体皂苷骨架糖基化的反应是甾体皂苷生物合成的关键步骤(Bowlesetal,2005)。糖基转移酶基因在植物中为超基因家族，例如在拟南芥中已发现115条GT基因，在大豆中也筛选到242条GT基因(Yonekuraand Hanada, 2011)，在罗汉果中发现了大量GTs (莫长明等, 2015)。众所周知，糖基化与植物次生代谢息息相关，它不仅调控植物体内运输和生物活性，还增强植物的水溶性和稳定性，这对于植物生理研究至关重要，所以糖基转移酶目前已成为一个研究热点。至2020年11月，NCBI数据库中已登录1313460条植物GTmRNA序列,其中登录最多的为亚麻荠Camelinasativa,仅GT注释信息就达905条，其次为油菜Brassicanapus,达到864条。虽然植物GT报道的较多，但药用植物中GT大部分集中在少数几种模式植物或已完成基因组测序的物种:如人参(Tang et al, 2019; Hu et al, 2020)、三七(Yu et al, 2019).罗汉果(Dai et al, 2015)、蒺藜苜蓿(Achnineetal.,2005)等。而关于前胡香豆素类生物合成相关的糖基转移酶报道很少，对于前胡香豆素苷类生物合成途径的解析带来较大困难。
四、拟研究与解决的问题
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