滇龙胆8-羟香叶醇氧化还原酶基因的克隆与表达分析

滇龙胆主要药效成分为龙胆苦苷,而8-羟香叶醇氧化还原酶基因Gr8HGO是龙胆苦苷生物合成途径的结构基因。为了研究Gr8HGO基因的功能,该文克隆了滇龙胆Gr8HGO基因,并进行表达分析。结果表明:(1)共克隆到5个Gr8HGO基因,其GenBank登录号分别为KP722029.1 (Gr8HGO-1)、KP722030.1(Gr8HGO-2)、KP722031.1(Gr8HGO-3)、KP722032.1(Gr8HGO-4)、KP723852.1(Gr8HGO-5)。(2) Gr8HGO-1基因全长1 062 bp,编码353个氨基酸,其他4个基因全长1 131 bp,编码376个氨基酸;理化性质分析结果表明5个蛋白单体相对分子质量约40 kD,理论等电点在5.47～5.95之间,均为疏水稳定蛋白。(3)信号序列分析结果表明5个蛋白均不含信号肽、跨膜螺旋和叶绿体转运肽;亚细胞定位分析结果表明5个蛋白可能定位于细胞质;结构域预测结果表明除Gr8HGO-1蛋白仅包含乙醇脱氢酶N端结构域(IPR013154)和C端结构域(IPR013149)外,其他4个蛋白还包含聚酮合酶、烯酰还原酶结构域(...     

滇龙胆甲羟戊酸激酶基因的克隆与表达分析

甲羟戊酸激酶是甲羟戊酸途径的关键酶。根据滇龙胆转录组甲羟戊酸激酶基因Gr MK序列,设计一对基因特异性引物克隆该基因,并进行序列分析;构建原核表达载体p GEX-4T-1-Gr MK,转入大肠杆菌Rosetta(DE3),重组蛋白在37℃、1.0 mmol/L IPTG诱导下成功表达。生物信息学分析结果表明,Gr MK蛋白为甲羟戊酸激酶家族成员,具有MK蛋白保守结构域:乳糖激酶/高丝氨酸激酶/甲羟戊酸激酶/磷酸甲羟戊酸激酶(GHMP kinase)N端结构域、C端结构域和ATP结合结构域;Gr MK与长春花Cr MK亲缘关系最近.原核表达结果表明,融合蛋白相对分子质量与推断大小一致。组织特异性表达分析结果表明Gr MK基因主要在根中表达.这些结果为Gr MK蛋白结构和功能的研究奠定基础。     

滇牡丹1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)基因的克隆及功能分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS),作为MEP途径的第一个关键酶,在植物萜类合成中起着重要作用。为了克隆得到滇牡丹DXS基因,我们根据滇牡丹根皮转录组数据分析结果,首先获得滇牡丹DXS基因片段。之后根据获得的该片段设计特异引物,再利用RACE和RT-PCR技术从滇牡丹根皮中获得完整的DXS基因(Pd DXS)。Pd DXS基因全长为3 137 bp,全长基因中含有一个长度为2 151 bp的开放阅读框(ORF),该开放阅读框编码了717个氨基酸,根据开放阅读框序列推导所得蛋白序列绘制分子进化树,分子进化树将该基因推断所得蛋白与葡萄DXS蛋白聚为一类,因此,两者的DXS蛋白有较高相似性。经过氨基酸序列比对后,推断滇牡丹DXS具有叶绿体转运肽,二磷酸硫胺结合位点以及转酮醇酶结构域。半定量RT-PCR结果显示Pd DXS在根、茎、叶、花芽及花瓣中均有表达。本研究为确定滇牡丹中DXS的基因功能以及揭示滇牡丹中萜类化合物的生物合成提供了理论基础。     

滇龙胆GrCMS基因的克隆与表达分析

2-C-甲基-D-赤藓醇4-磷酸胞苷酰转移酶是赤藓糖磷酸酯(MEP)途径中的第三个催化酶。以滇龙胆转录组为基础,采用RT-PCR技术从滇龙胆幼叶克隆2-C-甲基-D-赤藓醇4-磷酸胞苷酰转移酶基因GrCMS,并进行原核表达和组织特异性表达分析。序列分析显示,GrCMS基因(登录号KJ917164)开放阅读框(ORF)长933 bp,编码310氨基酸,推测分子量为34.23 kD,等电点为7.68。蛋白质序列分析显示,GrCMS无信号肽,为亲水稳定蛋白,主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,可能定位叶绿体;具有CMS保守结构域。进化分析结果表明,GrCMS蛋白与长春花CrCMS蛋白亲缘关系最近。原核表达结果表明,GrCMS与预期蛋白大小一致。定量PCR结果表明,GrCMS基因主要在叶中表达。结果为进一步研究该基因功能和龙胆苦苷生物合成途径奠定基础。     

滇龙胆GrSLS1基因的克隆与原核表达

以滇龙胆转录组为基础,采用RT-PCR技术克隆了滇龙胆幼叶裂环番木鳖苷合酶基因,命名为GrSLS1(GenBank登录号KF941191)。序列分析结果显示,GrSLS1基因开放阅读框长1 560bp,编码519个氨基酸;GrSLS1蛋白相对分子量为59.33kD,pI为8.96。生物信息学分析结果表明,GrSLS1蛋白属于SLS家族成员,其N端含有一跨膜螺旋区域(10~32);二级结构分析结果表明,GrSLS1蛋白主要由α-螺旋和无规则卷曲组成;系统发育分析表明,GrSLS1与帽柱木MsSLS2蛋白亲缘关系最近。构建原核表达载体pGEX-4T-GrSLS1,对GrSLS1基因进行原核表达,SDS-PAGE结果表明所表达蛋白与预期蛋白大小一致。该研究为进一步研究GrSLS1基因功能及通过在龙胆中过表达该基因提高龙胆苦苷含量奠定基础。     

三角褐指藻dxs基因克隆与诱导表达

为研究6种外源因素处理对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)基因表达的影响,通过高通量转录组测序技术获得三角褐指藻dxs基因cDNA全长序列,并对其进行生物信息学分析。研究结果表明,三角褐指藻dxs基因cDNA全长2476 bp, ORF全长2193 bp,编码730个氨基酸,具有高度保守的ThDP结合位点和转酮醇酶结构域。三角褐指藻DXS蛋白为亲水性稳定蛋白,相对分子质量(M_w)为79.31 kD,理论等电点为6.65,具有信号肽、跨膜区域、卷曲螺旋和TM-螺旋等。系统进化树分析结果表明, DXS蛋白进化树分为高等植物和藻类2个分支,高等植物DXS蛋白进一步分为DXS1和DXS2两支,藻类DXS蛋白聚类为3个分支,分别为硅藻门、红藻门和绿藻门分支,三角褐指藻聚类在硅藻门分支上。诱导表达调控结果表明,三角褐指藻dxs基因受到茉莉酸甲酯(MeJA)、花生四烯酸(AA)、硫酸铈铵(ACS)、光合诱导素(PIF)、光合抑制剂(DCMU)和光质等6种外源因素的诱导调控。在100μmol/L MeJA...     

植物萜类合成关键基因DXS研究进展

萜类物质是自然界中广泛存在的一类天然化合物,对植物、动物和人类都有重要价值。1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)对萜类物质合成调控起关键作用,是2-C-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸(MEP)途径的第一个酶,也是该途径的一个限速酶,亚细胞定位于类囊体中,具有质体转运肽序列和3个功能结构域:TPP结合结构域、转酮醇酶结构域和嘧啶结合结构域,可用高效液相色谱法测定其活性。目前已从178种植物中克隆分离到DXS基因,按蛋白同源性可分为3类:DXS1、DXS2和DXS3。DXS基因表达具有组织特异性、昼夜节律性,与花朵、果实发育程度和品种有关。转外源或内源DXS基因的植株过表达或抑制表达都会引起植物光合色素(如叶绿素和类胡萝卜素)、内源激素(如脱落酸和赤霉素)和单萜等萜类物质含量的改变。重点综述了DXS蛋白的特性、基因的类型、基因表达、调控和遗传转化方面的研究进展,以期为植物育种和代谢调节提供理论和实践参考。     

冬凌草1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因克隆与表达分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase,DXS)是植物萜类代谢通路中2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)途径的第一个关键酶,在植物萜类物质的生物合成中发挥重要的作用.为了研究该基因在冬凌草二萜类成分合成中的作用,该研究在冬凌草转录组测序结果的基础上设计一对特异性引物,采用RT-PCR方法得到冬凌草IrDXS基因cDNA全长序列,并对其蛋白进行理化性质分析、信号肽预测、亚细胞定位预测、蛋白质二级结构、三级结构预测分析及跨膜域分析等生物信息学分析,同时利用实时荧光定量PCR的方法检测IrDXS基因在冬凌草不同部位中的表达情况.结果表明:从冬凌草叶片中分离得到了一条编码DXS的全长基因,通过生物信息学软件分析发现,该基因编码全长2169 bp,编码722个氨基酸,分子量为77.7 kD.多序列比对发现该基因编码的蛋白和其他植物中已知的DXS蛋白序列具有较高的同源性,N端均包含了一段质体转运肽序列,并均具有一个保守的焦磷酸硫胺素结构域和与吡啶结合相关的DRAG结构域.序列进化树分析显示,IrDXS基因属于植物DXS2家族.DXS基因在冬凌草根中表达量最高、愈伤组织中最低.该研究首次获得了IrDXS基因的全长cDNA序列,并揭示了其在不同组织中的表达差异,为后续的深入研究IrDXS基因在冬凌草二萜类成分合成途径中的功能奠定了基础.     

川西獐牙菜SmDL7H基因原核表达及组织表达

该研究根据川西獐牙菜转录组信息获得7-脱氧马钱子酸羟化酶(SmDL7H)基因的全长cDNA序列,对该基因进行同源克隆、生物信息学分析,并构建原核表达载体、转化大肠杆菌、进行原核表达和组织特异性表达分析,以探讨川西獐牙菜裂环烯醚萜合成途径中关键酶7-脱氧马钱子酸羟化酶(SmDL7H)基因的功能,为研究裂环烯醚萜类化合物合成途径奠定基础。结果表明:(1)成功克隆了川西獐牙菜SmDL7 H基因(GenBank登录号为MH243070);SmDL7 H基因开放阅读框为1 554bp,编码517个氨基酸,相对分子质量为59.5kD,等电点9.02;生物信息学预测SmDL7 H基因编码蛋白无信号肽。(2)多序列比对及进化树分析显示,SmDL7 H编码的蛋白与滇龙胆、长春花、金银花等植物的DL7 H基因编码的蛋白具有较高相似性。(3)将SmDL7 H基因连接到pET-28a原核表达载体,转化大肠杆菌Rosetta(DE3),用0.1mol/L IPTG于25℃诱导12h,原核表达分析发现在59.5kD处有目的蛋白出现,表明与之前预测的蛋白大小一致。(4)荧光定量PCR分析显示,SmDL7 H基因在川西獐牙菜叶、茎、花、根、愈伤组织中均有表达,其中在叶片中表达量最高,在根中表达量最低。     

烟曲霉几丁质酶基因的克隆与表达

Chi4 4是烟曲霉 (Aspergillusfumigatus)YJ-407产生的一种胞外几丁质酶。通过用真菌几丁质酶保守氨基酸序列与Chi44的N-端序列检索烟曲霉部分基因组序列数据库 ,获得一个编号为contig555的烟曲霉基因组序列 ,可能包含烟曲霉几丁质酶的基因。根据检索结果用RT-PCR方法从烟曲霉YJ-407中克隆到1.4kb的cDNA片段 ,该cDNA的ORF编码一个395个氨基酸的蛋白 ,分子量为43.6kD。对其推导氨基酸序列分析表明该蛋白与其它真菌来源的几丁质酶同源 ,而且活性中心与人巨噬细胞几丁质酶高度同源。该cDNA已在E .coli与PichiapastorisGS115中获得表达 ,分别获得 43kD和44kD的重组蛋白 ,两种重组蛋白均有几丁质酶活性。与野生酶相比 ,大肠杆菌表达的43kD重组酶及Pichia酵母表达的44kD重组酶稳定性下降 ,说明Chi44的糖基化修饰可稳定酶蛋白.     

小麦F-box基因TaFBL14的克隆及表达分析

该研究利用同源克隆策略,获得了1条小麦F-box/LRR重复蛋白14基因(TaFBL14)。TaFBL14基因编码486个氨基酸,预测分子量为53.48kD,等电点为5.93,序列N端包含一个F-box结构域,C段包含7个LRR结构域。TaFBL14基因编码蛋白不具有信号肽及核定位信号序列,主要定位在细胞质中,二级结构以α-螺旋为主,呈球状。进化树分析表明,TaFBL14与粗山羊草和乌拉尔托小麦的FBL14蛋白亲缘关系较近。qRT-PCR分析结果显示,TaFBL14基因主要在小麦叶组织中表达,且受非亲和叶锈菌侵染后呈现上调表达趋势,说明该基因可能参与小麦抵御叶锈菌的侵染过程。     

砂藓MYB转录因子基因RcMYB的克隆及表达分析

以砂藓(Racomitrium canescens)转录组测序获得的一条与抗旱相关的MYB转录因子基因为基础,采用RT-PCR技术克隆得到该基因的cDNA全长序列,命名为RcMYB。该序列全长为862bp,开放阅读框为726bp,共编码氨基酸241个。该基因的蛋白相对分子质量为28.8 kD,等电点为7.77,不稳定系数为70.03,是不稳定性蛋白,平均亲水数为-0.548,预测分析该蛋白具有强亲水性。蛋白结构域分析表明,RcMYB蛋白含有Myb-DNA结合结构域和MYB-CC结构域。实时荧光定量PCR研究表明,在复水过程和干旱处理的条件下RcMYB基因均有所表达。上述研究结果为基因RcMYB的功能研究奠定基础。     

α-淀粉酶AmyP中淀粉结合结构域的鉴定

【目的】检测具有生淀粉降解活性的新型α-淀粉酶AmyP是否具有淀粉结合结构域(SBD)。【方法】通过结构域预测和序列分析, 推测AmyP的C端是一个SBD。将这段序列克隆、表达和重组蛋白纯化后, 采用亲和电泳和生淀粉吸附两种方法对重组表达的蛋白进行研究。【结果】AmyP的C端序列是一个新型的SBD, 根据序列特征可以将其划分在碳水化合物结合结构域(CBM) 20家族。该SBD与生大米淀粉的吸附能力最强, 生玉米淀粉次之, 不能与生小麦淀粉、生马铃薯淀粉和生绿豆淀粉吸附。【结论】α-淀粉酶AmyP在蛋白C端具有一个SBD, 有助于理解AmyP快速偏好性降解生淀粉的能力。     

茶树1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因CsDXS1的克隆与表达分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase,DXS)是MEP萜类合成途径的第一个关键酶,在植物萜类物质的生物合成过程中发挥重要的作用。以福鼎大白茶为实验材料,在课题组前期转录组数据的基础上,运用RT-PCR技术克隆了茶树Cs DXS1基因的完整开放阅读框(ORF)。该ORF长度为2 154 bp,编码717个氨基酸。生物信息学分析结果表明,茶树Cs DXS1蛋白与其他植物的同源蛋白相似性高达85%-90%,属于DXS基因家族的I类基因,该蛋白是不稳定的亲水蛋白,不存在信号肽和跨膜结构域,有15个可信度高的磷酸化位点,具有典型的转酮醇酶亚家族功能域。利用实时荧光定量PCR对Cs DXS1基因在茶树不同组织和不同激素处理下的表达谱进行检测,结果显示:不同组织中,Cs DXS1基因的表达水平在第三叶中最高,嫩叶中的表达量显著高于茎和老叶,表达水平从高到低依次为第三叶第四叶第二叶第一叶嫩茎老茎老叶。在不同激素处理中,Cs DXS1的表达量受到不同程度的诱导,且表达量峰值的出现时间存在差异。Cs DXS1在IAA和ABA激素处理下的表达量峰值最高(4 h),均为对照的1.5倍,在Me JA处理下表达量峰值最低(24 h),仅为对照的1.1倍。     

短短芽孢杆菌GZDF3中PilZ结构域基因的挖掘和糖基转移酶的原核表达

【背景】PilZ结构域是最早发现的环二鸟苷酸(Cyclic diguanylate,c-di-GMP)受体信号分子,与c-di-GMP结合后可以调控目标基因或者蛋白的活性,在细菌的生长过程中发挥着至关重要的作用,而短短芽孢杆菌中PilZ结构域的研究相对缺乏。【目的】挖掘短短芽孢杆菌GZDF3菌株中的PilZ结构域蛋白基因,并进行重组表达,为研究其功能奠定基础。【方法】从Pfam数据库中下载PilZ结构域模型,HMMScan软件扫描GZDF3全基因组序列,在保守结构域数据库(Conserved domain database,CDD)中分析蛋白保守结构域,Protein BLAST比对分析;采用ExPASy在线软件预测蛋白的基本理化性质;构建重组表达载体进行蛋白重组表达。【结果】GZDF3基因中存在5个含有PilZ结构域的蛋白编码基因,其中命名为Gene4836的基因经Protein BLAST比对分析显示其编码糖基转移酶,Gene1423为YcgR超家族蛋白编码基因,Gene1723编码透明质酸合成酶,属于糖基转移酶超家族2,其余Gene2571、Gene2956编码假定蛋白;Gene4836的编码产物分子量为24.08 kD,等电点为6.39,为酸性亲水性蛋白;C端有一个PilZ结构域;0.5 mmol/L乳糖诱导、30°C培养20 h,表达出一大小约为25kD的重组蛋白,与生物信息学预测结果相符。【结论】首次对短短芽孢杆菌含有PilZ结构域蛋白编码基因进行原核表达,并成功纯化出重组蛋白,为后续研究其功能奠定了基础。     

东亚飞蝗UBX结构域包含蛋白基因LmUBX2的克隆和表达分析（英文）

【目的】UBX结构域包含蛋白是p97/CDC48的辅助因子。p97在泛素化相关的多种细胞过程中起着重要的作用,如依赖泛素-蛋白酶体系统的蛋白质降解和同型膜融合等。本研究旨在克隆东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)的UBX结构域包含蛋白基因,分析其组织和发育表达格局,为进一步研究UBX结构域包含蛋白基因的功能奠定基础。【方法】通过分析东亚飞蝗的转录组数据克隆UBX结构域包含蛋白基因,采用实时定量PCR技术分析该基因在不同发育时期和成虫不同组织中的表达水平。【结果】克隆到东亚飞蝗的一个UBX结构域包含蛋白基因,命名为LmU BX2。LmU BX2开放阅读框长1 020 bp,编码399个氨基酸,预测分子量和等电点分别为37.8 kD a和6.03,与其他UBX结构域包含蛋白的氨基酸一致性为37%~64%,N端和C端分别有一个保守的UBA结构域和UBX结构域。序列比较和系统发育分析发现LmU BX2属于SAKS1亚家族。定量分析发现,LmU BX2在整个生命周期中都有表达,但成虫期的表达水平最高;在检测的所有组织中都有表达,但在精巢和卵巢中表达水平最高。【结论】研究结果说明LmU BX2可能参与东亚飞蝗多种生理过程,尤其可能与东亚飞蝗的生殖有关,但还需深入研究。     

大麦类钙调磷酸酶B互作蛋白激酶基因克隆及表达分析

采用RT-PCR法从大麦抗旱品种‘甘啤7号’中克隆了1个类钙调磷酸酶B互作蛋白激酶(CIPK)基因HvCIPK1(GenBank登录号为JX679077)。序列分析表明,该基因全长1 359bp,编码的蛋白含有452个氨基酸,分子量为51.05kD,等电点为9.13。推断具有植物CIPK家族典型的功能结构域,在N端有一特异的催化结构域,该结构域在保守的氨基酸DFG和APE之间含有一个催化所需的活性环;同时C端区域存在一个独特的24个氨基酸组成的调节域,即NAF结构域。荧光定量分析结果表明,在PEG、NaCl和ABA处理下,HvCIPK1基因在大麦幼苗叶片中表达显著上调。推测HvCIPK1基因参与多种逆境信号的转导,可能在大麦的多种非生物胁迫响应中起着重要的作用。     

汉滩病毒核蛋白的分段表达及抗原表位分析

在大肠杆菌中对汉滩病毒S基因4种不同长度片段的重组表达质粒进行诱导表达.结果表明表达的4种GST-NP融合蛋白均以不溶性包含体形式存在于菌体细胞内,表达量分别占菌体蛋白总量的29-36%,分子量分别约为72 kD、66 kD、54 kD和44 kD.Western blot显示54 kD和72 kD融合蛋白用酶标抗汉滩病毒NP McAb 1A8和抗GST McAb 3C11染色呈阳性反应.66 kD和44 kD融合蛋白仅与酶标3C11呈阳性反应.用凝血酶切去GST,获得4种汉滩病毒重组核蛋白(rNP),分子量分别约为44 kD、40 kD、26 kD和16 kD.用19株McAb对表达产物做抗原位点分析,结果完整的rNP可与19株McAb中的13株反应,McAb反应谱与天然NP相同;S1.1 kb表达产物(N-端1-37和C端402-429位aa缺失)和S 0.5 kb表达产物(N-端1-274位aa缺失)与19株McAb均不发生反应;S0.7 kb表达产物(C-端275-429位aa缺失)可与5株组特异性McAb反应.表明汉坦病毒核蛋白上的抗原位点主要存在于N-端1-37位aa区段内.     

一个棉花微管结合蛋白基因GhSP1L5的克隆及表达分析

利用RT-PCR技术从处于快速伸长发育时期的棉花纤维组织中克隆得到Spiral1-Like(SP1L5)基因(GhSP1L5),其开放读码框为315 bp,编码105个氨基酸的蛋白质,生物信息学分析表明,GhSP1L5蛋白N端和C端较为保守,并含有SCOP结构域,是典型的微管结合蛋白。进化树分析表明该基因与SP1L5家族基因的亲缘关系较近。构建原核表达载体pET28a-GhSP1L5,转化大肠杆菌BL21(DE3)并进行体外诱导表达,通过SDS-PAGE检测目的蛋白的表达,获得分子质量约为12 kD的重组蛋白。QRTPCR结果分析表明GhSP1L5基因在开花后15和20 dpa的纤维组织中表达量较高,在棉纤维发育的其他时期及根、茎、叶组织中表达量较低。