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目的:达玛烷型三萜皂苷是五加科人参属植物人参（PanaxginsengC.A.Mey）、三七（Panaxnotoginseng（Burk.）F.H.Chen）和西洋参（Panaxquinquefolius）的主要药理活性成分,具有抗炎、抗肿瘤、改善心脑血管系统和提高机体免疫力等多种药理作用。达玛烷型三萜皂苷的生物合成途径包含了大约20余步连续的酶促反应,其中由糖基转移酶介导的糖基化修饰作为其下游合成途径中极为关键的一步,是生成种类繁多且具有不同药理作用的达玛烷型三萜皂苷的根本原因。本文旨在通过分析植物三七的转录组数据以及基因的生物学信息,采用分子生物学方法挖掘并筛选对达玛烷型三萜皂苷或苷元具有催化活性的糖基转移酶,为获得达玛烷型三萜皂苷及解析植物三七体内皂苷的生物合成途径提供参考价值。方法:本论文运用分子生物学思路与方法,分析植物三七糖基转移酶基因的生物学信息,挖掘合成达玛烷型三萜皂苷的关键酶基因——糖基转移酶基因。通过PCR技术及IPTG诱导外源蛋白表达等分子生物学方法对糖基转移酶进行基因克隆、载体构建及异源表达,利用水溶性总蛋白及纯化蛋白对达玛烷型三萜皂苷及其苷元进行体外催化反应,采用UPLC-ESI-MS分析并检测对达玛烷型三萜皂苷有活性的糖基转移酶及相应的糖苷产物。主要实验方法有:（1）根据植物三七的转录组数据,得到14个注释为糖基转移酶的基因,采用Protparam、SignalP-4.1和SWISS-MODEL等在线分析工具预测糖基转移酶的理化性质、信号肽序列、所属家族、保守结构域以及晶体结构等生物学信息,采用DNAMAN和Snapgene软件对糖基转移酶核苷酸序列及氨基酸序列进行多重序列比对,利用MEGA6.0软件构建系统发育树,对14个糖基转移酶的功能活性进行初步预测和分析;（2）将14个由本实验室保存的重组质粒pGEX-4T-1-UGTs转入大肠杆菌Rosetta（DE3）,随后以此为模板克隆获得其中9个糖基转移酶基因,将其分别构建至pETM6和pET32a原核表达载体并转入大肠杆菌Rosetta（DE3）;（3）IPTG诱导糖基转移酶基因表达蛋白,采用冰浴超声破碎细胞并提取总蛋白,采用GST标签蛋白纯化试剂盒纯化蛋白,将水溶性总蛋白、非水溶性总蛋白及纯化蛋白分别进行SDS-PAGE分析;（4）以PPD及13种PPD型皂苷,PPT及3种PPT型皂苷为受体底物,以UDPG为供体底物,分别利用水溶性总蛋白及纯化蛋白对底物逐一进行酶的体外催化反应,同时设置空白对照组和阴性对照组,采用UPLC-ESI-MS检测反应产物并分析检测结果,筛选对达玛烷型三萜皂苷或苷元具有催化活性的糖基转移酶,获得相应的糖苷产物。结果:（1）14个糖基转移酶均属于非分泌蛋白,不会分泌到细胞外。除UGT11和UGT74,其余12个糖基转移酶均属于第1家族,拥有PSPG保守结构域,初步推测 UGT34、UGT58、UGT59、UGT60、UGT63、UGT65、UGT67、UGT73 和 UGT75有可能编码具有催化活性的达玛烷型三萜皂苷糖基转移酶;（2）共构建32株Rosetta（DE3）工程菌菌株,分别是14株Rosetta-pGEX-4T-1-UGT 工程菌株,9 株 Rosetta-pET32a-UGT 工程菌株和 9 株 Rosetta-pETM6-UGT工程菌株;（3）Rosetta-pGEX-4T-1-UGT工程菌株表达蛋白的SDS-PAGE电泳结果显示,除UGT34未成功表达,13个糖基转移酶基因均在大肠杆菌中成功表达,多以包涵体的形式存在。其中,UGT11、UGT67、UGT71、UGT72、UGT74和UGT75拥有较明显的水溶性表达;Rosetta-pET32a-UGT工程菌株表达蛋白的SDS-PAGE电泳结果显示,9个糖基转移酶基因均成功表达,多以包涵体的形式存在。其中,UGT34、UGT58、UGT60、UGT63和UGT67拥有较明显的水溶性表达。Rosetta-pETM6-UGT工程菌株表达蛋白的SDS-PAGE电泳结果显示,仅4个糖基转移酶基因成功表达,分别是UGT59、UGT63、UGT65和UGT67,多以包涵体的形式存在。其中,UGT59具有较明显的水溶性表达;将3个未见明显目的蛋白条带的水溶性总蛋白UGT65、UGT68和UGT73分别进行GST标签蛋白纯化,纯化蛋白的SDS-PAGE电泳结果显示,三者在预期位置附近均存在目的蛋白条带,可见UGT65、UGT68UGT73在Rosetta（DE3）工程菌株中均存在微弱的水溶性表达;（4）在以含有糖基转移酶的水溶性总蛋白为酶液进行体外酶促反应时,上述14个含有糖基转移酶的粗酶液及空质粒转化的菌株表达的粗酶液均可利用人参皂苷Rg3和人参皂苷Rh1为底物,分别生成化合物（1）和化合物（2）。在以含有纯化的UGT73重组蛋白为酶液进行体外酶促反应时,发现UGT73可利用人参皂苷Rh1为底物,生成化合物（3）,其保留时间与人参皂苷Rf相同,推测为Rf类似物,经UPLC-MS/MS检测,初步推断化合物（3）即为人参皂苷Rf。结论:本研究主要通过分析植物三七糖基转移酶基因的生物学信息,挖掘三七体内潜在的达玛烷型三萜皂苷糖基转移酶基因并进行生物活性研究。通过基因克隆、载体构建及原核表达等分子生物学方法,采用UPLC-ESI-MS等检测手段,最终获得对人参皂苷Rh1具有生物活性的糖基转移酶UGT73及相应的糖苷产物,为后续获得达玛烷型三萜皂苷及完善植物三七体内皂苷的生物合成途径提供参考价值。