玉米尿卟啉原Ⅲ脱羧酶同功酶生物信息学分析、基因克隆和原核表达

尿卟啉原Ⅲ脱羧酶是生物卟啉类化合物分支合成的关键酶。从GenBank中搜寻到4种玉米尿卟啉原Ⅲ脱羧酶:Les22、UROD1、UROD2和截短UROD,氨基酸序列比对显示N端的同源性较差;玉米les22基因比urod1基因在开放阅读框的上游少3个碱基,导致阅读框移码。植物除玉米外存在高度同源的UROD1和UROD2,具有结构完整性。本文以玉米幼叶总RNA为模板,通过RT-PCR克隆了玉米les22和urod2基因,并对突变位点进行校正,同时通过定点突变获得urod1基因,它们都编码去除叶绿体导肽的尿卟啉原Ⅲ脱羧酶。再分别将les22、urod2和urod1基因插入大肠杆菌的不同表达载体,转化表达菌株BL21(DE3),16℃诱导表达18h,SDS-PAGE分析显示,Les22的N端含有组氨酸标签或SUMO蛋白,重组蛋白表达为包涵体,UROD2的N端含有组氨酸标签或SUMO、TRX、GST或MBP蛋白,未检测到目的蛋白在上清液的特异表达,而UROD1和MBP融合为可溶性表达,表明玉米UROD的N端氨基酸残基可能参与蛋白在大肠杆菌的折叠。这为研究玉米UROD的种类和功能奠定基础。     

小麦返白系胆色素原脱氨酶纯化及编码cDNA序列分析

以小麦(Triticum aestivum)返白系F772为材料,通过粗提、加热处理、硫酸铵分级沉淀和凝胶柱层析等方法,对胆色素原脱氨酶（PBGD）进行了提取纯化,纯化倍数为1092,得率为15%.纯化的PBGD约为37 kD.对其部分生化性质的研究表明：高浓度的NH+4对酶活性有强烈的抑制,光照处理可以使酶活性降低.对纯化后的PBGD N末端氨基酸序列进行了测定.根据N端序列设计简并引物,获得了PBGD的cDNA全部编码区序列.它编码一个351个氨基酸的前体蛋白,有一个叶绿体导肽的序列.通过比较小麦PBGD与来自与其他物种的同源蛋白表明,有些氨基酸残基非常保守.     

决明查尔酮合成酶基因的克隆及序列分析

以决明(Cassia tora)为实验材料,利用RT-PCR和RACE技术,从决明嫩叶中克隆出查尔酮合成酶(Chal-one synthase,CHS)基因,其cDNA全长为1 459 bp,编码一个由390个氨基酸残基组成的多肽.氨基酸序列分析表明,决明CHS基因的氨基酸序列中含有44.61%的中性疏水氨基酸,29.74%的中性亲水氨基酸,12.56%的酸性氨基酸和13.O8%的碱性氨基酸.决明CHS基因的氨基酸序列中具有CHS家族酶系的氨基酸保守残基,包括结合底物CoA的结合残基及催化聚酮合成的催化残基,表明其可能参与聚酮化合物的合成.决明与其它植物CHS的氨基酸序列的进化分析表明,其与同为豆科决明属的翼叶决明(Cassia alata)的同源性较近,并且CHS家族可以分为CHS亚家族与非CHS亚家族.将得到的序列提交GenBank,登录号为EU430077.     

小麦中雄性不育同源序列的分离、鉴定及表达分析

利用拟南芥中已克隆的雄性核不育基因MS2和水稻中假定雄性不育蛋白的保守区域,设计一对简并引物,并在太谷核不育小麦可育株及不育株花药中进行扩增,得到了一条134bp的片段。以该片段为基础,通过电子延伸得到一个长为1604bp的序列,该序列编码的氨基酸包含一段由200个氨基酸组成的雄性不育保守区。RT-PCR结果表明,该雄性不育同源序列只在小麦可育花药中表达,而在小麦败育花药、叶片和根中不表达,说明该雄性不育同源序列为花药发育特异基因。     

红罗非鱼MyoD基因克隆及序列分析

MyoD基因是MRFs家族中的一员,能调控肌肉细胞活性和增殖,在肌肉形成过程中起正调控作用。采用同源基因克隆和RACE方法获得红罗非鱼Myo D基因的c DNA序列。开放阅读框长903 bp,编码300个氨基酸,其中第1-114个氨基酸为碱性结构(Basic domain),第109-165个氨基酸为螺旋-环-螺旋结构(Helix-Loop-Helix domain),第199-213个氨基酸为周期蛋白依赖性蛋白激酶4(CDK4)结合区域,第233-249为Helix III结构,无信号肽序列。Myo D蛋白的二级结构为螺旋-环-螺旋二聚体。基于Myo D构建的鱼类系统进化树显示红罗非鱼,尼罗罗非鱼和奥利亚罗非鱼聚为一支。     

毛葡萄芪合成酶基因的克隆及序列分析

芪合成酶是白藜芦醇生物合成过程中起关键作用的酶.通过RT-PCR,从高抗葡萄黑痘病的中国野葡萄毛葡萄商-24克隆了芪合成酶基因家族的2个成员VqSTS1和VqSTS2,其cDNA全长均为1 179 bp,编码392个氨基酸.氨基酸序列分析表明,VqSTS1和VqSTS2编码氨基酸247-257位点的IPN（S/F）AGAIAGN ＂是芪合成酶家族固有的氨基酸保守结构域,368-378位点的GVLFGFGPGLT＂是芪合成酶与查尔酮合成酶家族固有的保守序列特征.在编码的392个氨基酸中,VqSTS1和VqSTS2仅有12个氨基酸不同,氨基酸一致性达97%.多重比较分析显示,VqSTS1与VqSTS2与五针松、河岸葡萄、白粉藤、华东葡萄及欧洲葡萄等STS在氨基酸水平的一致性分别为65%、96%、97%和98%.将VqSTS1和VqSTS2登录GenBank,登录号分别为EF158856和EF158857.     

荚膜红细菌尿卟啉原Ⅲ转甲基酶的纯化及其酶学性质

S-腺苷-_L-甲硫氨酸依赖型尿卟啉原Ⅲ转甲基酶(S-adenosy-_L-methionine uroprophyrinogenⅢmethyltransferase,SUMT)催化尿卟啉原Ⅲ(UroprophyrinogenⅢ,urogenⅢ)的中心碳原子C-2和C-7位上甲基化生成前咕啉-2,是维生素B12生物合成途径中的一步关键酶,但大部分SUMT受其底物urogenⅢ和副产物S-腺苷同型半胱氨酸(S-adenosy-_L-homocysteine,SAH)的抑制作用。为了挖掘能耐受高浓度urogenⅢ的转甲基酶,文中从荚膜红细菌Rhodobacter capsulatus SB1003中克隆2个SUMT基因(RCcobA1,RCcobA2),经表达与纯化后,检测发现RCcobA1和RCcobA2的酶活分别为27.3 U/mg和68.9 U/mg,后者比VB_(12)工业生产菌株脱氮假单胞菌Pseudomonas denitrificans中内源的SUMT(PDcob A,27.9 U/mg)高2.4倍,并且当urogenⅢ浓度高达70μmol/L时都几乎不受抑制作用。因此,RCcobA2的发现可以为解除VB_(12)合成途径的瓶颈以及提高VB_(12)产量提供理论支持和方向指导。     

斑节对虾溶菌酶基因克隆及序列分析

参考对虾溶菌酶基因和类溶菌酶基因及其他多种生物的溶菌酶基因序列 ,设计并合成引物。运用RT PCR技术 ,从斑节对虾血细胞总RNA中扩增获得特异性片段。所获片段回收纯化后克隆到pGEM TEasyVector系统的T载体上。重组子的序列分析表明 ,所克隆的斑节对虾溶菌酶基因片段长 6 5 8bp ,包括溶菌酶基因开放阅读框 (ORF)4 77bp和 3′端非编码区的 181bp。 4 77bpORF共编码 15 8个氨基酸 ,包括溶菌酶成熟肽 14 0个氨基酸残基和信号肽 18个氨基酸残基。斑节对虾溶菌酶成熟肽推测分子量为 16 ,32kd ,等电点为 8 78。与南美白对虾溶菌酶基因的碱基序列及推测氨基酸序列比较 ,同源性分别为 89 5 %和 93 0 % ;与日本对虾类溶菌酶基因的同源性分别为 84 0 %和91 0 %。进一步的序列分析表明 ,斑节对虾溶菌酶氨基酸序列与多种类群生物的c 型溶菌酶氨基酸序列具有较高的同源性 ,并具有与c 型溶菌酶相同的活性位点氨基酸残基Glu51和Asp68,且与活性位点相邻的序列高度保守。斑节对虾溶菌酶氨基酸序列还具有与c 型溶菌酶相同的结构氨基酸——— 8个半胱氨酸残基。因而可认为所克隆的斑节对虾溶菌酶基因属c 型溶菌酶基因。     

啤酒酵母AS2.1416海藻糖合成酶基因tps1的cDNA克隆及序列分析

海藻糖 (Ｔｒｅｈａｌｏｓｅ,α ｇｌｕｃｏｐｙｒａｎｏｓｙｌ α 1,1 Ｄ ｇｌｕｃｏｐｙｒａ ｎｏｓｅ)是一种非还原性二糖 ,广泛存在于藻类、细菌、昆虫、无脊椎动物及酵母等许多生物体内。海藻糖除了作为一种储存性碳源外 ,业已被证明在许多逆境 ,诸如高温、高盐、干旱、重金属离子污染、冷冻、辐射等情况下 ,可以有效地保护生物的细胞膜、蛋白质及核酸[1～ 6] 。海藻糖合成酶为一多酶体系。在酵母细胞中 ,其合成分为两步进行。第一步 ,在 6 磷酸海藻糖合成酶 (Ｔｐｓ1)的作用下 ,由ＵＤＰ 葡萄糖和葡萄糖 6 磷酸合成海藻糖 6 磷酸 …     

小麦HMW-G12亚基基因启动子克隆及序列分析

为了研究高分子量谷蛋白基因启动子在种子中的特异性表达,以小麦品种“东农7742”的基因组DNA为模板,根据已发表序列设计并合成引物,用PCR的方法克隆了小麦贮藏蛋白中高分子量谷蛋白12亚基基因的上游调控序列。序列测定结果表明：所克隆的启动子片段大小为424bp与Thomspon报道的序列比较,同源性为97.9%,有9个核苷酸发生了改变。推测的TATA box位于-27— -30bp,Prolamin-box位于-175— -181bp,认为该元件可能与转录速率的调控有关。     

小麦丛矮病毒NS蛋白基因的克隆及序列分析

利用与Ｎ蛋白ｍＲＮＡ３＇末端顺序相同的２０寡聚核苷酸引物,通过点杂交、限制性内切酶分析从小麦丛矮病毒（ＷＲＳＶ）ｃＤＮＡ文库中筛选到编码Ｎ蛋白基因下游顺序的ｃＤＮＡ克隆。序列分析表明,该ｃＤＮＡ片段含有一编码的４０ｋＤ蛋白的开放读框。将该读框的全长ｃＤＮＡ经ＰＣＲ扩增后,克隆到ｐＧＥＸ－３Ｘ上,在大肠杆菌ＤＥ３中用ＩＰＴＧ诱导表达,经蛋白质印迹鉴定,该基因为小麦丛矮病毒ＮＳ蛋白基因。     

野生黄花苜蓿冷诱导基因克隆及序列分析

根据紫花苜蓿抗寒基因cas15B(登录号:L12462)的cDNA序列,设计1对特异引物,以经过低温胁迫的黄花苜蓿总RNA为模板,采用RT-PCR方法克隆获得了550bp的cDNA片段。测序和序列分析结果表明,扩增片段长度为550bp,编码159个氨基酸。主要由Gly(甘氨酸)、Glu(谷氨酸)、His(组氨酸)、Lys(赖氨酸)这4种氨基酸组成,占总量的70%。含1个重复了5次的10肽基序,其序列为Lys-Gly-Glu-Gln-His-Gly-His(Phe)-Val(Leu)-Gly-Gly。经序列比较分析,该片段与紫花苜蓿冷诱导基因CAS15B的核苷酸、氨基酸的同源性均为90%,命名为MfCAS15-1。亚细胞结构定位分析结果显示,MfCAS15-1是一种定向到核的蛋白,在调节或维持核的结构与功能方面起作用。本研究在黄花苜蓿中成功获得了抗寒基因同源序列,为最终克隆黄花苜蓿MfCAS15-1抗寒基因全长奠定了基础。     

烟草黄酮醇合成酶基因的克隆及其序列分析

根据已知的黄酮醇合成酶cDNA保守序列设计引物,用RT-PCR技术从烟草叶片中扩增获得黄酮醇合成酶cDNA片段,再用RACE方法得到其两端序列。根据获得的序列,设计引物分离得到完整的1188bp的黄酮醇合成酶基因,其开放阅读框编码346个氨基酸。序列分析显示,烟草黄酮醇合成酶与高杯花、矮牵牛和马铃薯的同源性分别为87％、86％和84％,与其它物种中的同源性也在80％左右,表明不同物种中黄酮醇合成酶基因具有高度同源性。此外,在氨基酸水平上,该酶与其它依赖于2-酮戊二酸的双加氧酶及其相关酶也具有同源性。     

小麦Glu-B3位点LMW-GS基因的克隆及序列分析

以小麦特殊遗传材料———六倍体普通小麦阿勃二体、1A缺体、1B缺体和1D缺体,四倍体硬粒小麦墨西粒卡以及二倍体节节麦的总基因组DNA为模板,对D Ovidio等曾报道的硬粒小麦Glu-B3位点LMW-GS基因特异引物对P1(5-′tcctgagaagtgcatgacatg-3′)和P2(5-′gtaggcaccaactccggtgc-3′)进行了PCR扩增验证.结果表明,该引物对同样能特异扩增普通小麦Glu-B3位点LMW-GS基因.利用这对引物通过AS-PCR方法克隆得到优良小麦品种小偃6号1B染色体1个LMW-GS基因片段.该基因全长为1 089 bp,包含了完整的编码区和其上游318 bp的胚乳特异表达启动子区.该基因被命名为XY-Glu-B3-LMW2(GenBank登录号为DQ630442).XY-Glu-B3-LMW2的推测蛋白含256个氨基酸(包括N-端20个氨基酸的信号肽),其成熟蛋白有8个保守的Cys残基,均分布在C-末端区.XY-Glu-B3-LMW2是从小偃6号克隆到的第2个LMW-GS基因.     

一个耐高温酵母菌株的tps1基因克隆及序列分析

葡萄汁酵母的菌株YY具有耐高温特性,研究其可能的耐高温机理具有重要的理论和实践意义。其在37℃能正常生长,致死温度为68℃。通过克隆其tps1基因序列,体外扩增后测序,分析蛋白序列的突变。发现在这一菌株的tps1基因序列有13个突变,TPS1蛋白序列存在有三个位点的变异,分别是67位(Gly／Ala)、69位(Glu／Gln)、387位(Val／Leu),这三个变异均增加了海藻糖-6-磷酸合成酶的疏水性,从而增加了酶在高温下的稳定性性。通过这一发现,可以部分解释菌株YY的耐高温机理。     

定点突变改善红色荧光指示蛋白玉米尿卟啉原Ⅲ甲基化酶的水溶性研究

尿卟啉原Ⅲ甲基化酶是一种新型的红色荧光指示蛋白,但是,在大肠杆菌重组表达的SUMT水溶性相对较低,限制了它的应用范围,而且对于结合在蛋白的色素组分尚不清楚。利用定点突变产生玉米尿卟啉原Ⅲ甲基化酶L88R/L89G双突变体和L166A突变体,两种突变体分别在大肠杆菌中重组表达,Ni-NTA一步纯化。紫外可见光谱扫描和质谱分析确定从纯化的L88R/L89G双突变体蛋白分离的色素组分。L88R/L89G双突变体在大肠杆菌细胞内有酶活,而L166A突变体胞内酶活丧失。结合蛋白的主要组分为三甲基化咕啉。纯化的双突变体蛋白水溶性增加,为提高它作为荧光指示蛋白检测外源融合蛋白的水溶性打下基础。     

毕氏酵母胱硫醚合成酶基因的克隆和序列分析

胱硫醚合酶（cystathione beta-synthase,CBS）是半胱氨酸代谢中一个重要的酶。以PCR技术为主,克隆了毕氏酵母来源的CBS基因。首先基于不同来源的CBS基因的序列比对,设计了一对CBS的性简并引物,用它扩增出毕氏酵母CBS基因的一个保守片段。根据这段DNA的序列,设计了5′RACE和3′RACE的引物,分别克隆了该基因的3′区和5′区。由此装配出完整的毕氏酵母的CBS基因序列。该基因编码了一种501个氨基酸残基的蛋白质。核苷酸序列和氨基酸序列的排比显示该基因与酿酒酵母来源的CBS基因有较高的相似性。破坏该基因,造成毕氏酵母的半胱氨酸生长依赖性。该序列已存入GenBank／EBM／DDBJ数据库,其登录号为No.AF367364。     

芜菁花青素合成酶基因的克隆、序列分析及表达

目的：克隆津田芜菁和赤丸芜菁花青素合成酶（ANS）基因并研究其表达特性。方法：用UV-A处理津田芜菁和赤丸芜菁块根24h后提取总RNA,通过RT-PCR方法克隆BrANS1和BrANS2基因并进行序列分析,通过Northern杂交检测BrANS1和BrANS2基因的表达。结果：BrANS1和BrANS2的开放读码框为1077bp,编码358个氨基酸残基;BRANS1和BRANS2与甘蓝ANS的同源性达97％,第211-307肽段具有20G-Fe（Ⅱ）加氧酶家族基因的结构域;BrANS1和BRANS2基因具有高度同源性,核苷酸序列在5个位置上存在差异,推导的氨基酸序列完全相同;uv-A可以诱导BrANS1和BrANS2表达,基因的表达量与处理时间相关。结论：克隆了津田芜菁和赤丸芜菁的BRANS1和BrANS2基因,这将为筛选依光型和非依光型花青素生物合成催化酶基因奠定研究基础。