中国红豆杉羟化酶基因TcCYP725A22的亚细胞定位及过表达作用分析

抗癌药物紫杉醇生物合成途径中羟化酶的发现是当今研究的热点和难点。文中利用前期分析得到的1个新的中国红豆杉羟化酶基因TcCYP725A22(GenBank登录号:MF448646.1),构建了亚细胞定位载体pCAMIBA1303-TcCYP725A22-EGFP,瞬时侵染洋葱表皮细胞,激光共聚焦显微镜观察结果发现该基因编码蛋白定位在细胞膜。进一步构建了植物表达载体pBI121-TcCYP725A22,经根癌农杆菌AgrobacteriumtumefaciensLBA4404介导转化到中国红豆杉细胞中过表达后,利用荧光定量PCR (qRT-PCR)和液质联用(LC-MS)分析TcCYP725A22过表达对紫杉醇生物合成的影响。结果显示,瞬时转化pBI121-TcCYP725A22的红豆杉细胞中TcCYP725A22基因的转录水平明显高于pBI121空载体对照组。随着TcCYP725A22基因过表达,几个已知的紫杉醇合成关键酶基因的表达量也都有不同程度的上调,且细胞中各紫杉烷的含量普遍提高。这些结果说明羟化酶基因TcCYP725A22极有可能参与紫杉醇的生物合成路径。     

紫杉醇生物合成途径中羟化酶的研究进展

紫杉醇是一种从红豆杉植物中提取的具有显著抗癌效果的萜类化合物,但在红豆杉中含量很低,难以满足日益增长的临床需求。近年来,利用合成生物学技术建立新的紫杉醇来源途径已成为研究热点。目前,紫杉醇合成相关酶基因大部分已被克隆和鉴定,但其中羟化酶基因的发现与应用仍是目前研究的热点和难点。本文对紫杉醇生物合成途径研究进展进行了综述,对其中羟化酶的克隆及功能研究体系进行了重点深入分析,最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望,以期为紫杉醇合成途径中未知羟化步骤的羟化酶基因克隆,以及利用合成生物学技术实现紫杉醇的大量生产提供依据。     

中国红豆杉羟化酶基因TcCYP725A22的克隆与功能研究

基于中国红豆杉( Taxus wallichiana var. chinensis (Pilger)Florin)转录组序列,从中扩增到1个新的P450羟化酶基因 TcCYP725A22 ,并对其进行了克隆、表达及功能分析。生物信息学分析结果显示:该基因编码区长1500 bp,共编码499个氨基酸;编码蛋白无信号肽,包含1个跨膜区,具有催化活性中心结构域。进一步将该基因在酿酒酵母WAT11 中进行异源表达功能研究,蛋白质免疫印迹(Western blot)实验结果表明,目的蛋白TcCYP725A22可在WAT11中成功表达;液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析结果显示,羟化酶TcCYP725A22对底物紫杉素表现出催化活性。依据质谱结果及反应底物紫杉素的分子结构,判断其催化产物可能为添加了2个羟基的紫杉烷新衍生物。     

中国红豆杉羟化酶基因TcCYP725A22的克隆与功能研究

基于中国红豆杉（Taxus wallichiana var.chinensis（Pilger） Florin）转录组序列,从中扩增到1个新的P450羟化酶基因TcCYP725A22,并对其进行了克隆、表达及功能分析。生物信息学分析结果显示：该基因编码区长1500 bp,共编码499个氨基酸;编码蛋白无信号肽,包含1个跨膜区,具有催化活性中心结构域。进一步将该基因在酿酒酵母WAT11中进行异源表达功能研究,蛋白质免疫印迹（Western blot）实验结果表明,目的蛋白TcCYP725A22可在WAT11中成功表达;液相色谱-质谱联用（LC-MS）分析结果显示,羟化酶TcCYP725A22对底物紫杉素表现出催化活性。依据质谱结果及反应底物紫杉素的分子结构,判断其催化产物可能为添加了2个羟基的紫杉烷新衍生物。     

稻瘟菌CYP51蛋白F螺旋区保守氨基酸残基与

【目的】研究稻瘟菌CYP51蛋白F螺旋区保守氨基酸残基与烯唑醇的相互作用机制,为稻瘟病菌新型高效特异杀菌剂的开发提供理论依据。【方法】设计稻瘟菌CYP51蛋白F螺旋区保守氨基酸残基突变体P222C、P222H、I223A、I223W、N224A、N224S,截去N端跨膜区36个氨基酸后,在大肠杆菌BL21(DE3) Rosetta菌株中过量表达,采用结合光谱法分析诱导蛋白对烯唑醇的结合能力。【结果】表达的目标蛋白均保持了对药物的结合能力,呈现出II型的结合光谱曲线。相对于野生型蛋白,突变体I223W和I223A对烯唑醇的结合常数Kd值基本不变,N224S、N224A、P222C的Kd值都略有增大,无显著性差异(P>0.05),但是,P222H的Kd值有了显著的增大(P<0.05),表明突变体P222H对烯唑醇的亲和能力显著降低。【结论】稻瘟菌CYP51 P222位点的疏水性与药物结合密切相关。