红冬孢酵母苯丙氨酸解氨酶基因pal在大肠杆菌中的克隆与表达

以红冬孢酵母总RNA为模板反转录获得其苯丙氨酸解氨酶基因pal,测序与已公布蛋白序列进行比对,相似度为99％.并以含有T7强启动子的pET - 28a(+)为载体构建重组质粒pET - 28a(+)- pal,通过异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导实现苯丙氨酸解氨酶(PAL)在大肠杆菌中的表达.对诱导条件进行初步优化后,重组茵PAL比酶活可达到42.99 U/g.转化实验中肉桂酸的转化率为48.52％,L-苯丙氨酸生成量为1.73 g/L.结果表明,红冬孢酵母pal基因通过表达载体pET - 28a(+)在E.coli中获得了高效表达.     

异叶天南星苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与蛋白结构分析

以异叶天南星(Arisaema heterophyllum Blume)为材料,采用逆转录PCR(RT-PCR)法扩增其苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)基因Ah PAL,获得该基因的开放读码框(ORF),并通过系统的生物信息学软件分析Ah PAL的结构和理化性质。结果显示,Ah PAL的ORF全长为2184 bp,编码727个氨基酸;Ah PAL与郁金香(Tulipa fosteriana W. Irving) PAL的亲缘关系最近,序列相似性达88%。空间结构模型分析结果显示,Ah PAL为同型四聚体,每个单体由3个结构域组成,其中MIO结构域含有PAL酶家族的保守序列和Ala-Ser-Gly三肽活性中心,是Ah PAL酶活性的决定性结构域。利用荧光定量PCR方法检测3个Ah PAL Unigene在根、块茎和叶中的表达情况,发现它们在根中表达量均最高,而在叶和块茎中表达较低。     

异叶天南星苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与蛋白结构分析

以异叶天南星（Arisaema heterophyllum Blume）为材料,采用逆转录PCR（RT-PCR）法扩增其苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonia-lyase,PAL）基因AhPAL,获得该基因的开放读码框（ORF）,并通过系统的生物信息学软件分析AhPAL的结构和理化性质。结果显示,AhPAL的ORF全长为2184 bp,编码727个氨基酸;AhPAL与郁金香（Tulipa fosteriana W.Irving）PAL的亲缘关系最近,序列相似性达88%。空间结构模型分析结果显示,AhPAL为同型四聚体,每个单体由3个结构域组成,其中MIO结构域含有PAL酶家族的保守序列和Ala-Ser-Gly三肽活性中心,是AhPAL酶活性的决定性结构域。利用荧光定量PCR方法检测3个AhPAL Unigene在根、块茎和叶中的表达情况,发现它们在根中表达量均最高,而在叶和块茎中表达较低。     

油木奈果实苯丙氨酸解氨酶基因的分离与表达分析

该试验从(木奈)褐变果实均一化全长cDNA文库中获得一个苯丙氨酸解氨酶全长基因,命名为PsPAL,并对该基因进行了生物信息学分析和表达模式的研究.结果表明:(1) PsPAL基因全长2 497 bp,开放阅读框为2 154bp,编码718个氨基酸,蛋白质分子量为78 kD,理论等电点为6.6.(2)系统进化树比对分析表明,PsPAL蛋白与蔷薇科甜樱桃PaPAL属于同簇,具有苯丙氨酸解氨酶-组氨酸解氨酶(PAL-HAL)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)保守区域.(3) P.sPAL在(木奈)果实发育的前期表达量较高,在花后50 d表达量最高,随后开始下降,在成熟果中表达较弱.(4)荧光定量PCR分析表明,在响应机械损伤和低温处理后,与对照相比,PsPAL呈明显的上调表达趋势;高温和无氧处理后PsPAL呈先上升后下降的趋势;乙烯处理后,PsPAL呈上调-下调-上调的变化趋势.     

大蕉苯丙氨酸解氨酶基因的克隆、鉴定和表达分析

为了研究苯丙氨酸解氨酶基因与大蕉(Musa ABB cv. Dongguandajiao)抗枯萎病的关系,利用 RT-PCR 和 RACE技术克隆了大蕉苯丙氨酸解氨酶基因全长 cDNA。此 cDNA 长 1 300 bp,包含一个长为 1 191 bp,编码 397 个氨基酸的完整开放阅读框(ORF),推导的氨基酸序列与水稻 PAL 基因氨基酸序列同源性达 89%,将此基因命名为 M-PAL。Southern杂交结果表明大蕉中存在一个包含 4-5 个 PAL基因的基因家族,将此基因克隆到大肠杆菌表达载体 pET32(a )中,表达的蛋白质分子量大小与推导的相一致,并且表达的蛋白质表现出 PAL 酶活性。对接种香蕉枯萎病菌 4 号生理小种(Fusarium oxysporumf. sp. cubense (FOC) race 4 )后大蕉叶片中 M-PAL基因的转录谱进行研究表明,在接种枯萎病菌后,M-PAL基因在叶片中的转录水平提高,因此推测 M-PAL基因的表达可能与香蕉枯萎病抗性相关。     

绿豆苯丙氨酸解氨酶的性质及抗肿瘤作用研究

本文参照Ｈａｖｉｒ的方法,从绿豆中分离纯化了苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）。纯化的ＰＡＬ经ＳＤＳ聚丙烯酰胺凝胶电泳及等电聚焦电泳鉴定为单一的蛋白质区带,并测得亚基分子量为７６ＫＤ,等电点为５．４５。在ＰＡＬ对Ｌ１２１０小鼠淋巴细胞白血病细胞株的体外抑制实验观察到：ＰＡＬ对该瘤株的抑制作用随作用时间的延长和药物剂量的增加而增强,０．２Ｕ／ｍｌ、１．０Ｕ／ｍｌ、２．０Ｕ／ｍｌ、４．０Ｕ／ｍｌ、６．０Ｕ／ｍｌ、１０．０Ｕ／ｍｌ的ＰＡＬ作用癌细胞７２ｈ,其抑制率分别为２５．８％、４０．０％、５５．３％、７２．６％、７７．９％、８２．９％。     

丝瓜苯丙氨酸解氨酶基因PAL克隆及表达分析

苯丙氨酸解氨酶(PAL,phenylalanine ammonia-lyase)是苯丙烷途径代谢的关键酶,在果蔬褐变中发挥着重要作用。为了探究丝瓜中PAL基因的功能,本研究以丝瓜果实为材料,采用RACE和RT-PCR技术从丝瓜果肉中分离获得丝瓜PAL基因,命名为Lc PAL,Gen Bank登录号为:KP341758。该基因全长2406 bp,具有完整的开放阅读框(ORF),共2145个碱基;预测编码715个氨基酸,理论分子量(Mw)为77.69 k D,等电点(p I)为6.11,编码的蛋白与黄瓜和香瓜的同源蛋白相似性均在93%以上,显示其高度的保守性。系统进化树分析显示,丝瓜与同为葫芦科的黄瓜、香瓜的PAL蛋白的亲缘关系较近,聚为同一类。Motif Scan分析显示,Lc PAL编码的蛋白包含有PAL-HAL(60~525位)、PLN02457(8~715位)及phe_aml_yase(24~705位)3个保守结构域和1个酶活性中心序列(197~212位),属于典型的Lyase_I_Like超家族。Wolf Psort预测其亚细胞定位于叶绿体或内质网中。实时荧光定量PCR分析显示,Lc PAL基因在普通丝瓜果实、花、茎、叶和根中均有表达。Lc PAL在所选的8个丝瓜品种中表达存在一定差异,在普通丝瓜中的表达量均高于有棱丝瓜;在普通丝瓜品种闽丝3号鲜切及采后储藏褐变过程中,Lc PAL初期表达上调,后期表达量受到抑制,且与其酶活性的变化趋势基本一致。普通丝瓜Lc PAL表达与果肉褐变的发生过程高度相关,表明Lc PAL在普通丝瓜果肉褐变中发挥着作用。     

植物苯丙氨酸解氨酶基因的研究进展

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammonia-lyase,PAL)是连接植物初级代谢和苯丙烷类代谢、催化苯丙烷类代谢第一步反应的酶。综述植物PAL基因的研究进展,主要包括PAL基因的结构特点、表达特点和PAL基因表达的调控机制,并指出今后对PAL基因的研究方向。     

苯丙氨酸解氨酶

苯丙氨酸解氨酶由四个亚基组成,含两个脱氢丙氨酸残基。植物酶具有内在不稳性,由多种同工酶组成。酶催化过程中发生构象变化,底物经过负碳离子中间体完成反应。该酶并非是二单体负协同变构酶。一级结构表明,酶以无规则卷曲结构为主。酵母基因约2.7kb,有六个内含子,编码75kD_a肽。植物酶由多基因编码,有一个内含子,编码78kD_a肽。启动子部位有两个富含A、C碱基的序列,为胁迫作用基因活化因子结合部位。     

枸杞L-半乳糖酸内酯脱氢酶基因的克隆及表达分析

以青海枸杞(Lycium barbarum L.)为模板,采用RT-PCR和RACE技术,克隆枸杞L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶(GLDH)基因序列,命名为LbGLDH。LbGLDH基因全长为2 114bp,包含一个开放读码框1 767bp(编码588个氨基酸)、5′末端序列57bp、3′末端序列290bp。LbGLDH基因核苷酸序列与番茄、马铃薯、烟草GLDH基因具有88%~90%的一致性。LbGLDH编码氨基酸序列包含GLDH蛋白酶具备的FAD-binding-4和ALO结构域。qRT-PCR分析结果显示,在枸杞不同组织中LbGLDH基因的表达、抗坏血酸含量和GLDH活性变化趋势相同,表现为在枸杞的花和果实中表达量最高,成熟叶中表达量最少。推测LbGLDH基因表达促进枸杞果实中抗环血酸含量的积累。     

中间锦鸡儿CiMYB68基因克隆及表达分析

该研究以中间锦鸡儿(Caragana intermedia)为材料,利用RACE技术克隆了CiMYB68基因的全长序列。对CiMYB68的基因组DNA和cDNA全长分析显示,CiMYB68基因无内含子,开放阅读框为852bp,编码284个氨基酸。预测CiMYB68基因编码的蛋白质等电点为8.95,分子量约为31 459.4Da。序列比对和系统进化分析表明,该蛋白和大豆的GmMYB68一致性最高,达到67%。构建了CiMYB68基因与GFP融合表达质粒,激光共聚焦显微镜观察发现,融合蛋白定位于细胞核。用实时荧光定量PCR技术对在不同胁迫条件下CiMYB68基因的表达检测结果表明,在干旱和低温处理下CiMYB68均受到不同程度的诱导,暗示CiMYB68基因可能与中间锦鸡儿响应逆境胁迫有关。     

山茶CjMYB1基因的克隆及表达分析

该研究通过序列比对分析,以野生红山茶和不同花色品种山茶为材料,采用PCR方法克隆CjMYB1基因,并通过生物信息学和表达分析对其进行初步研究,为深入研究山茶CjMYB1基因在花色形成和花发育过程的调控机理奠定理论基础。结果表明：(1)成功克隆获得山茶CjMYB1基因(GenBank登录号为OL347930),其开放阅读框长为879 bp,编码292个氨基酸,相对分子质量为33.17 kD;CjMYB1基因属于R2R3-MYB转录因子,且与拟南芥MYB基因家族的第7亚组处于同一分支。(2)荧光定量PCR分析发现,山茶CjMYB1基因在野生红山茶花芽中表达量最高,在萼片、花瓣、雄蕊和心皮中都有较高的表达量,推测其在山茶花器官发育中发挥着重要作用;在红色山茶品种中表达量较高,而在粉色、淡黄色、白色山茶品种中表达量较低,说明CjMYB1基因可能在红色山茶品种的花色苷合成途径中起到了关键作用。(3)亚细胞定位实验表明,CjMYB1蛋白定位在细胞核。     

香石竹DcPAL1基因的克隆及其原核表达

苯丙氨酸解氨酶(PAL)是植物苯丙烷类代谢途径的关键酶。利用RT-PCR及RACE技术从香石竹茎中克隆到苯丙氨酸解氨酶基因的全长cDNA,命名为DcPAL1(GenBank登录号为FJ864719)。DcPAL1全长2 397bp,预测其开放阅读框长2 121bp,编码一个含有706个氨基酸的蛋白质,其分子量为76.8kD,等电点5.84,且含有PAL的特征序列和活性位点。构建pET-DcPAL1原核表达载体,并转入大肠杆菌(Escherichia coli)中表达,获得1个与预测大小一致的外源蛋白,主要以包涵体形式存在。用Ni2+-NTA螯合琼脂糖层析柱亲和层析得到了纯化的表达蛋白。     

云杉NBS-LRR基因的克隆与表达分析

为深入研究NBS-LRR基因在川西云杉(Picea balfouriana)抗落针病过程中的分子作用机制,该研究根据GenBank数据库中其他植物NBS-LRR基因保守序列设计引物,利用RT-PCR技术,克隆云杉NBS-LRR基因全长cDNA序列(PbNBS-LRR),分析该基因及其编码蛋白的相关信息并进行基因表达研究。结果表明:(1)成功获得PbNBS-LRR基因的全长2 616 bp(基因登录号:MK044348),且包含一个2 508 bp的完整阅读框(ORF),共编码836个氨基酸,其氨基酸序列具有NBS-LRR类抗病基因典型的NB-ARC结构域和LRR结构域。(2)云杉PbNBS-LRR与北美云杉(Picea sitchensis)NBS-LRR类抗病蛋白相似性最高,达到98%;分子进化分析进一步表明,PbNBS-LRR与北美云杉NBS-LRR亲缘关系最近,其次为糖松(Pinus lambertiana)和火炬松(Pinus taeda)。(3)qRT-PCR分析表明,NBS-LRR基因在川西云杉、粗枝云杉(Picea asperata)和丽江云杉(Picea likiangensis)的根、树干韧皮部、嫩枝及针叶中均有表达,在川西云杉和粗枝云杉的根部以及丽江云杉的树干韧皮部中表达量最高;在落针病病原菌侵染川西云杉和粗枝云杉的初期(5月)以及丽江云杉的后期(9月),NBS-LRR基因的表达量最高,分别为对照的1.73倍、2.11倍和90.49倍,表明NBS-LRR基因参与了云杉落针病的防御反应。     

蔗茅EfMYB1基因的克隆与表达分析

为了充分利用蔗茅(Erianthus fulvus)野生资源,挖掘其优良的抗性基因,丰富转基因甘蔗育种候选基因库,该研究结合蔗茅转录组数据,以蔗茅99 1无性系为试验材料,利用RT PCR技术克隆蔗茅MYB基因,并对其进行生物信息学分析及胁迫表达分析,以解析蔗茅的耐寒机理,为转基因甘蔗育种奠定理论基础。结果表明：(1)成功克隆得到一个蔗茅MYB基因,命名为EfMYB1基因(登录号ON586646)。(2)生物信息学分析表明,EfMYB1基因全长1 000 bp,ORF为759 bp,编码251个氨基酸;编码蛋白具有一个保守的SANT结构域,无跨膜结构和信号肽,有多个磷酸化位点;二级结构与三级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主;与南荻相似性最高,遗传距离最近。(3)qRT PCR分析结果发现,EfMYB1基因在蔗茅根和叶组织中的相对表达量随低温胁迫时间的持续而逐渐显著上调,并于胁迫72 h时达到最大值,而在茎中的表达则几乎没有变化;茉莉酸甲酯胁迫下,EfMYB1基因的相对表达量呈先升高后降低的趋势,且在处理6 h时达到最高值;脱落酸胁迫下EfMYB1基因的表达水平较0 h时极显著降低。研究认为,EfMYB1基因属于低温胁迫响应基因,可能参与蔗茅低温胁迫下的应答反应。     

甘蓝型油菜BnFLA基因的克隆及表达分析

利用同源克隆法从甘蓝型油菜中获得了1个类成束阿拉伯半乳聚糖蛋白基因(FLA),命名为BnFLA。BnFLA基因开放阅读框长为1 200bp,编码399个氨基酸,分子量为42 885.9Da,等电点为6.37。预测的BnFLA蛋白包含N-端信号肽、2个AGP-like结构域、2个fasciclin-like结构域和C-端GPI-anchor序列。系统进化分析表明BnFLA氨基酸序列与BrFLA17和AtFLA2进化关系较近,一致性分别为98%和87%。qRT-PCR分析表明,BnFLA基因在油菜各组织均有表达,并以下胚轴中表达量最高,其次为子叶,茎秆中表达最少;BnFLA基因的表达受到GA3、BR、IAA、ABA和NaCl的诱导,但受6-BA、蔗糖、低温和PEG抑制。研究认为,油菜中BnFLA基因可能参与激素信号转导途径和非生物胁迫应答。     

发状念珠藻醛酮还原酶基因NfAKR的克隆与表达

以发状念珠藻细胞为试材,采用PCR技术克隆了醛酮还原酶基因的开放阅读框(ORF)序列,命名为NfAKR。对基因序列特征进行了生物信息学分析,根据其编码氨基酸序列预测了NfAKR蛋白的三维结构,同时探讨了PEG-6000胁迫下NfAKR的表达特性。结果表明:NfAKR基因的编码序列长912bp,编码304个氨基酸,预测其编码蛋白的相对分子量为33.51kD,理论等电点为4.94,具有醛酮还原酶超家族保守结构域。NfAKR蛋白主要由10个α-螺旋和11β-折叠组成,中间形成一个疏水穴,作为酶的催化活性中心。NfAKR与点形念珠藻处在同一进化枝上,具有较近的亲缘关系。qRT-PCR分析显示,PEG-6000胁迫下NfAKR基因上调表达,当PEG-6000浓度为8%时,其相对表达量为5.66并达到峰值。依据NfAKR基因响应干旱胁迫上调表达的特性,推测醛酮还原酶可能参与发状念珠藻抵御干旱胁迫过程。     

铁皮石斛蔗糖磷酸合成酶基因的克隆与原核表达

应用同源序列克隆法克隆了铁皮石斛蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因cDNA全长,并进行了原核表达分析,为进一步研究该基因的时空表达、功能分析及多糖合成机理提供理论依据。结果表明:(1)铁皮石斛SPS基因cDNA全长3 502bp,编码区3 186bp,GenBank登录号JF423929。该基因编码1 061个氨基酸,与文心兰的SPS基因氨基酸序列的一致性最高为93%,与其他科植物SPS基因的氨基酸序列的一致性均高于60%。(2)原核诱导表达结果显示,SPS基因在大肠杆菌中的重组蛋白分子质量约为118.7kD,其表达与序列分析推测的结论一致。(3)生物信息学分析表明,铁皮石斛SPS基因的二级结构包括了螺旋、β-折叠和无规则卷曲,是非跨膜结构的亲水性不稳定蛋白,有2个功能结构域,分别是蔗糖合成功能域及糖基转移功能域。