条形柄锈菌小麦专化型葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因PsG6PDH1的表达特征及功能分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是磷酸戊糖途径中的关键限速酶。基于已测序的条形柄锈菌小麦专化型基因组序列,利用RT-PCR方法克隆了该病菌葡萄糖-6-磷酸脱氢酶PsG6PDH1的全长cDNA序列（1 497bp）,编码498个氨基酸的蛋白。编码蛋白含有葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的保守功能域。系统进化分析发现,PsG6PDH1与禾柄锈菌小麦专化型的G6PDH聚为一簇。qRT-PCR分析表明,PsG6PDH1在病菌侵染早期的表达明显上调,其中侵染24h时表达量最高,为对照夏孢子的30倍。将PsG6PDH1导入酿酒酵母G6PDH缺失突变体中成功表达,并表现出较强的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性,明显酵母增强了菌株对过氧化氢的耐受性。由此推测,PsG6PDH1可能参与了条形柄锈菌小麦专化型在侵染寄主时抵御寄主的氧化胁迫反应。研究结果为进一步研究该病菌基础代谢及侵染机理奠定一定的理论基础。     

高等植物葡萄糖-6- 磷酸脱氢酶与6- 磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的不同进化起源

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是植物戊糖磷酸途径中的两个关键酶。在克隆了水稻质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因OsG6PDH2和质体6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因Os6PGDH2基础上,分析比较了水稻胞质和质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的基因结构、表达特性和进化地位。结合双子叶模式植物拟南芥两种酶基因的分析结果,认为高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因在进化方式上截然不同,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的胞质基因与动物和真菌等真核生物具有共同的祖先;6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的胞质酶和质体酶基因都起源于原核生物的内共生。讨论了植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因可能的进化模式,为高等植物及质体的进化起源提供了新的资料。     

辣椒雄性不育系葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因的克隆及表达分析

为了深入研究辣椒雄性不育与能量代谢之间的关系,该研究以辣椒近缘物种番茄的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因(G6PDH)同源序列为基础,采用电子克隆的方法克隆出辣椒CaG6PDH基因。利用荧光定量PCR技术,对辣椒雄性不育系9704A与其保持系9704B花蕾发育的不同阶段,以及保持系9704B不同组织(茎、叶、花、果皮、胎座、种子)中CaG6PDH基因进行表达分析。结果表明:两系中获得的CaG6PDH基因的编码序列一致,全长1 533bp,编码510个氨基酸残基;辣椒CaG6PDH基因在保持系不同组织中表达量存在差异,胎座中表达量最高,茎中表达量最低;辣椒CaG6PDH基因的表达量在花蕾发育的不同阶段雄性不育系均高于保持系,此种差异在小孢子发育的单核期与成熟期尤为明显,这种差异可能使雄性不育系能量代谢供应出现异常,从而影响小孢子的正常发育而导致雄性败育。     

高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的不同进化起源

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是植物戊糖磷酸途径中的两个酶.在克隆了水稻质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因OsG6PDH2和质体6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因Os6PGDH2基础上,分析比较了水稻胞质和质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的基因结构、表达特性和进化地位.结合双子叶模式植物拟南芥两种酶基因的分析结果,认为高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因在进化方式上截然不同,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的胞质基因与动物和真菌等真核生物具有共同的祖先;6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的胞质酶和质体酶基因都起源于原核生物的内共生.讨论了植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因可能的进化模式,为高等植物及质体的进化起源提供了新的资料.     

杨树葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)基因启动子的克隆与分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是磷酸戊糖途径的关键性调控限速酶,其主要功能是为脂肪酸合成、氮还原和谷胱甘肽等生物分子合成提供还原力NADPH,也为核酸合成提供戊糖;此外,还参加非生物逆境胁迫应答反应.因此,G6PDH对植物的生长发育起着非常重要的作用.本文利用甜杨G6PDH基因和毛果杨基因组序列,通过PCR获得了甜杨G6PDH基因上游1 400bp的序列.序列分析结果表明,该序列具有启动子的基本元件TATA-bOX、CAAT-box.此外,还包含多个胁迫诱导元件,如低温诱导元件LTR,盐诱导元件GT-1,抗冻、缺水、脱落酸、抗寒元件MYB和MYC,以及光响应元件L-box、G-box、3AF-1、TC丰富区等.     

米曲霉6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因gsdA的克隆及生物信息学分析

6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化6-磷酸葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖酸,并生成NADPH,是微生物胞内磷酸戊糖途径（PPP）的关键酶。本研究以食品安全菌米曲霉CICC2012为材料,克隆获得6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因(GenBank登录号：JN123468)。序列分析表明,该酶是由222个氨基酸组成的亲水性蛋白;128～134位氨基酸序列DHYLGKE为活性区域;170～176位氨基酸序列GTEGRGG可能为辅因子结合位点。进化树分析表明,米曲霉6-磷酸葡萄糖脱氢酶同其他丝状真菌及酵母的G6PDH较相似。     

水稻质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因的克隆与表达研究

戊糖磷酸途径是高等植物中重要的代谢途径,主要生理功能是产生NADPH以及供核酸代谢的磷酸戊糖。葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PDH）是戊糖磷酸途径的关键酶,广泛存在于高等植物细胞的细胞质和质体中。木研究首次从水稻（Oryza sativa L.）幼苗中分离了核编码的质体G6PDH基因OsG6PDH2,序列分析表明OsG6PDH2编码一个具有588个氨基酸残基的多肽,等电点为8．5,分子量66kDa。OsG6PDH2的N端有1个70个氨基酸的信号肽,推测的裂解位点为Gly55和Val56,表明OsG6PDH2编码产物可能定位于质体。多序列比较的结果表明OsG6PDH2与拟南芥、烟草、马铃薯质体G6PDH的一致性分别达81％、87％、83％。进化关系说明水稻OsG6PDH2与拟南芥（AtG6PDH3）、马铃薯（StG6PDH1）处于高等植物P2型质体G6PDH分支上,暗示了OsG6PDH2可能是一个P2型的质体蛋白。Matinspector程序分析表明,OsG6PDH2在起始密码子上游含有一个bZIP转录因子识别位点、一个ABA应答元件、一个CRT／DRE元件和1个W-box元件。半定量RT-PCR分析表明,OsG6PDH2在水稻根、茎、叶和幼穗组织中都呈低丰度组成型表达,在根部表达较高,在水稻幼苗中的表达显著受暗处理的诱导。将OsG6PDH2的完整开放阅读框构建到大肠杆菌表达载体pET30a（＋）中,pET30a（＋）-OsG6PDH2在大肠杆菌中得到了有效表达。酶活性测定证明,OsG6PDH2的编码产物具有葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的功能。     

发菜G6PDH基因(GND)克隆及其干旱胁迫下的差异表达分析

由GND编码的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)是戊糖磷酸途径的关键酶。为了解发菜GND分子信息以及对干旱胁迫的响应机制,该研究设计了特异性引物克隆发菜GND全长,进行序列分析、原核表达和MALDITOF-TOF/MS鉴定,并对干旱胁迫下发菜GND的差异表达水平和G6PDH活性进行分析。结果表明:(1)发菜GND全长1 431bp(GenBank登录号为KX553955),与点形念珠藻(73102)的GND核苷酸序列相似性为96%,G6PDH氨基酸相似性为98%;氨基酸序列中第26和27位的Ile疏水性最强,在第302位的Arg亲水性最强,Thr有19个磷酸化位点,Ser有18个磷酸化位点,Tys有5个磷酸化位点,二级结构和三级结构主要由α螺旋、β折叠、β转角和随机卷曲构成。(2)将GND基因进行原核表达,获得47.23kD的外源表达蛋白G6PDH。(3)随干旱胁迫程度加剧,GND在转录水平的表达量和G6PDH活性均逐渐增加。研究结果为进一步探讨干旱胁迫条件下发菜GND表达调控奠定了基础。     

高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的研究进展

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是植物戊糖磷酸途径中的一个关键性调控酶。其主要生理功能是产生供生物合成需要的NADPH及一些中间产物;此外还参与各种生物和非生物胁迫的应答反应。文中主要从葡萄糖-6-磷酸脱氢酶同工酶与调节机制等方面探讨了其生物学功能,再从胁迫耐受、基因克隆、酶的缺失和替代等方面的研究进行综述,并对已发表的高等植物中的G6PDH氨基酸序列进行聚类分析,为今后该酶的研究提供参考。     

植物戊糖磷酸途径及其两个关键酶的研究进展

戊糖磷酸途径是植物体中糖代谢的重要途径,主要生理功能是产生供还原性生物合成需要的NADPH,可供核酸代谢的磷酸戊糖以及一些中间产物可参与氨基酸合成和脂肪酸合成等。葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是戊糖磷酸途径的两个关键酶,广泛的分布于高等植物的胞质和质体中。本文综述了植物戊糖磷酸途径及其两个关键酶的分子生物学的研究进展,讨论了该途径在植物生长发育和环境胁迫应答中的作用。     

植物戊糖磷酸途径及其两个关键酶的研究进展

戊糖磷酸途径是植物体中糖代谢的重要途径,主要生理功能是产生供还原性生物合成需要的NADPH,可供核酸代谢的磷酸戊糖以及一些中间产物可参与氨基酸合成和脂肪酸合成等.葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是戊糖磷酸途径的两个关键酶,广泛的分布于高等植物的胞质和质体中.本文综述了植物戊糖磷酸途径及其两个关键酶的分子生物学的研究进展,讨论了该途径在植物生长发育和环境胁迫应答中的作用.     

磷酸戊糖途径的调节对红豆杉细胞生长及紫杉醇合成的影响

在正常的红豆杉细胞悬浮培养过程,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)活性的变化趋势与生物量的基本相似。而在chitosan处理的细胞中G6PDH活性升高而生物量下降。100 mg·L^-1 chitosan和500mg·L^-1 chitosan均对细胞G6PDH具有诱导作用,且后者的诱导强度较前者的高。乙二醇双2-氨基乙基醚四乙酸(EGTA)的加入降低chitosan对细胞G6PDH的诱导程度,显示chitosan对G6PDH的诱导需要Ca²⁺的参与。谷胱甘肽(GHS)的处理可反馈抑制chitosan对细胞G6PDH的诱导。通过分析调节后G6PDH的各种活性与细胞中紫杉醇产量的关系,认为采用合适的处理方法调节磷酸戊糖途径,有利于红豆杉细胞合成紫杉醇。     

光还原的硫氧还蛋白对6—磷酸葡萄糖脱氢酶的钝化作用

测定了豌豆(Pisum sativum)幼苗的重组叶绿体中光还原的硫氧还蛋白(Td)对6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)的钝化作用.结果表明,Td在叶绿体G6PDH的光抑制和暗激活中均起重要的调节作用.在其绿色叶片和黄化组织中,G6PDH都存在着两种同工酶,但二硫苏糖醇(DTT)和Td对黄化幼苗中G6PDH活性的影响与叶绿体的明显不同,DTT对黄化幼苗G6PDH的钝化作用和氧化Td的活化作用均低于对叶绿体中的这两种作用.     

不同N端序列长度匍枝根霉△6-脂肪酸脱氢酶重组子的表达

克隆并在酵母中表达两个不同N段序列长度的匍枝根霉△6-脂肪酸脱氢酶重组子,其中长序列的重组子LYRnD6D是从匍枝根霉中克隆的△6-脂肪酸脱氢酶基因,编码459个氨基酸,N端序列为MSTLDRQSIFTIKELESISQRIHDG-DEEAMKFIII;短序列重组子SYRnD6D是预测的匍枝根霉△6-脂肪酸脱氢酶基因的ORF序列,N端序列为MKFIIIDKKVY,编码430个氨基酸;两个重组子均具有△6-脂肪酸脱氢酶保守的组氨酸序列和HPGG序列,长序列的N端比短序列长29个氨基酸残基(MSTLDRQSIFTIKELESISQRIHDGDE-EA)。两个重组子在缺陷型酵母中均得到了的表达,产生了γ-亚麻酸。利用酶的相对活力比较两个重组子在同一温度下的稳定性,长序列重组子的酶在15℃下反应4h后相对活力仍有74%,而短序列酶的相对活力只有43%,所以长序列重组子酶在低温下比短序列酶稳定性高,是因为长序列多出的氨基酸序列增加了酶的稳定性。     

草菇葡萄糖‐6‐磷酸脱氢酶基因及其可变剪接体的克隆与表达量分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶是戊糖磷酸途径的限速酶,影响着细胞生命活动所需要的NADPH的产生。本研究从草菇中克隆到该基因的2个转录本,并测定了它们在两个同核体和形成的异核体菌株中的表达量。结果表明,草菇葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因(g6pdh)的g DNA序列长1 954bp,有7个内含子,可产生两个转录本:一个是内含子全部剪切的转录本(g6pdh ID),编码515个氨基酸且有完整结构域的蛋白质;另一个是第5个内含子保留的可变剪接变体(g6pdh IR),预测编码316个氨基酸但没有完整结构域的蛋白质。定量PCR结果显示,可变剪接变体g6pdh IR在草菇同核体与异核体中的表达量均很低,因此转录本g6pdh ID为g6pdh基因的主要剪接体;并且g6pdh基因在生长旺盛的异核体中的表达量远远高于在生长较弱的两个同核体中的任何一个。研究结论说明,糖代谢活动的强弱与食用真菌的生长与发育有密切关系。     

苹果S6PDH基因克隆与原核表达

6-磷酸山梨醇脱氢酶(sorbitol-6-phosphate dehydrogenase,S6PDH)是蔷薇科植物中合成山梨醇的重要酶。以苹果叶片为材料,利用RT-PCR法克隆到S6PDHcDNA全长,将其与大肠杆菌表达载体pET-32a( )构建原核表达载体pET-S并转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导表达后,SDS-PAGE检测结果表明该基因表达了1个约54kD的蛋白,为进一步研究目的蛋白的结构和功能提供了试验基础。     

金鱼同工酶的发生遗传学研究——Ⅲ.金鱼同工酶基因座位的加倍与多倍性

以鲫鱼和金鱼为材料,用葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)、乳酸脱氢酶(LDH)和苹果酸脱氢酶(MDH)同工酶体系作为基因标志,从检测同工酶的多重组合形式来研究基因的加倍与演化。对彩鲫与金鱼G6PD和LDH同工酶的分析结果表明,它们均具有与四倍体鱼类相应的谱带。因而说明了金鱼的G6PD和LDH同工酶基因座位的加倍与染色体的多倍性有关,为金鱼是四倍体的假说提供了证据。而对MDH同工酶的分析却得到了与二倍体鱼类相同的谱带数。这可能与加倍基因发生突变而不表达有关。     

水稻葡萄糖-6-磷酸脱氢酶cDNA的电子克隆

电子克隆是基因克隆的新策略,以小麦胞质葡萄糖－6－磷酸脱氢酶cDNA(Tagpdl克隆）序列为信息探针,在GenBank水稻nr数据库中找到高度同源的水稻基因组序列,通过人工序列拼接及RT-PCR确认得到了水稻该基因的全长cDNA序列,命名为OsG6PDH,OsG6PDH与小麦Tagpdl克隆的DNA一致率为88％,推导的氨基酸序列与小麦,番茄,烟草的胞质葡萄糖－6－磷酸脱氢酶基因的一致率分别为89％,79％,80％,经RT－PCR表达谱分析,OsG6PDH在水稻幼穗,胚,根,叶中都有表达,在幼穗与根中表达略高,另外,讨论了利用水稻基因组信息的电子克隆方法克隆水稻功能基因的可行性。     

苹果6-磷酸山梨醇脱氢酶基因启动子逆境诱导表达特性研究

为研究6-磷酸山梨醇脱氢酶(sorbitol-6-phosphate dehydrogenase,S6PDH)基因启动子(S6PDHp)的逆境诱导表达特性,利用Gateway技术构建了S6PDH基因启动子区5'端系列缺失体与GUS基因的融合表达载体,并通过农杆菌介导法转化拟南芥。对转基因拟南芥进行低温和外源ABA处理,通过GUS蛋白活性变化分析S6PDHp的逆境诱导表达特性。研究结果发现,通过Gateway技术构建了4个S6PDHp 5'端系列缺失体与β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因的融合表达载体(pGWB433-S6PDHp1、pGWB433-S6PDHp2、pGWB433-S6PDHp3和p GWB433-S6PDHp4)并获得了相应的转基因拟南芥。对转基因植株进行低温处理后发现,p GWB433-S6PDHp3转基因植株中的GUS活性增幅最大,达到显著水平,而其他转基因植株中的GUS活性基本保持不变。外源ABA处理后发现,除p GWB433-S6PDHp4外,其余启动子缺失体转基因拟南芥中GUS活性显著升高。以上结果表明,低温和外源ABA能够诱导S6PDHp的表达,但不同的缺失体响应程度不同,意味着在S6PDHp序列(-2 396bp至-236bp)中可能存在着响应逆境胁迫的正负调控顺式作用元件。