3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶（HMGR）是MVA萜類合成途徑的第一個(gè)關(guān)鍵酶,在煙草萜類物質(zhì)的生物合成過(guò)程中起到重要的作用.本研究基于轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),從煙草幼葉中克隆出1 815 bp、可編碼604個(gè)氨基酸的HMGR1基因完整開(kāi)放閱讀框（ORF）.經(jīng)生物信息學(xué)分析顯示,該基因編碼的蛋白序列與番茄相似性最高;該蛋白序列無(wú)信號(hào)肽,2個(gè)區(qū)域有跨膜結(jié)構(gòu)域,結(jié)構(gòu)特征為膜外非分泌不穩(wěn)定疏水蛋白;蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)由α螺旋、延伸鏈、β轉(zhuǎn)角和不規(guī)則卷曲組成,三級(jí)結(jié)構(gòu)為同源四聚體.與此同時(shí),運(yùn)用Real-time PCR對(duì)NtHMGR1基因在煙草不同組織的表達(dá)差異性進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明,根<莖<上部葉<中部葉<下部葉.經(jīng)SA,MEJA,ABA,GA處理后,NtHMGR1基因的表達(dá)峰值出現(xiàn)時(shí)間以及在各時(shí)間點(diǎn)波動(dòng)均存在差異性. 

【文章來(lái)源】：西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,56(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

煙草Nt HMGR1基因的PCR擴(kuò)增

同源序列比對(duì)結(jié)果顯示(圖2),煙草Nt HMGR1蛋白與番茄(Solanumlycopersicum)、馬鈴薯(Solanumtuberosum)、艾草(Artemisia argyi)等植物的HMGR1蛋白的相似度達(dá)80%以上.其中Nt HMGR1蛋白序列與番茄(Solanum lycopersicum)相似性最高.將煙草Nt HMGR1蛋白序列與文獻(xiàn)中相似性較高的序列進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析(圖3),結(jié)果顯示,如番茄(Solanumlycopersicum)、馬鈴薯(Solanumtuberosum)、睡茄(Withania somnifera)等作物與煙草Nt HMGR1蛋白均處于同一進(jìn)化支,表明其親緣關(guān)系較近.圖3 煙草Nt HMGR1蛋白的系統(tǒng)發(fā)育分析

圖2 煙草Nt HMGR1蛋白與其他植物HMGR1蛋白的多序列比對(duì)結(jié)果經(jīng)ExPASy-ProtParam分析預(yù)測(cè),顯示Nt HMGR1定位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,其分子式為C2855H4606N776O869S32,相對(duì)分子質(zhì)量和理論p I等電點(diǎn)值分別為64.73k D和6.64,總原子數(shù)9138個(gè),由604個(gè)氨基酸編碼其蛋白質(zhì),有58個(gè)帶正電荷的氨基酸(Arg+Lys),59個(gè)帶負(fù)電荷的氨基酸(Asp+Glu),其中色氨酸(Ser)、丙氨酸(Ala)、頡氨酸(Val)含量最高,分別達(dá)9.9%,9.8%,9.4%,絲氨酸(Trp)含量最低,為0.5%,這種氨基酸比例可能與Nt HMGR1的功能結(jié)構(gòu)和酶學(xué)特性有關(guān).分析顯示該蛋白的不穩(wěn)定系數(shù)為46.24,其半衰期和脂肪系數(shù)分別為30h和93.31.對(duì)其親、疏水性進(jìn)行分析表明(圖4),Nt HMGR1蛋白趨向于疏水性,總平均吸水性僅為0.083.這種結(jié)構(gòu)特性可能是由于蛋白分子空間構(gòu)造的異同所造成;一般O和N端含量越高,其親水性越好,反C端含量越高,其疏水性越好.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煙草茄尼醇積累與萜類關(guān)鍵酶基因表達(dá)的相關(guān)性[J]. 蓋小雷,劉艷華,姚志敏,杜詠梅,閆寧,張洪博,戴培剛.  中國(guó)煙草科學(xué). 2017(01)
[2]水楊酸、脫落酸對(duì)鹽脅迫下玉米種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 彭浩,宋文路,王曉強(qiáng).  玉米科學(xué). 2016(06)
[3]赤霉素對(duì)蘿卜種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響[J]. 張會(huì)靈,余義和,郭大龍,賈楠,張菊平.  北方園藝. 2016(15)
[4]茉莉酸甲酯對(duì)靈芝三萜生物合成的影響及其靈芝應(yīng)答基因的差異表達(dá)[J]. 任昂,李夢(mèng)嬌,師亮,穆大帥,姜愛(ài)良,韓琴,趙明文.  菌物研究. 2013(02)
[5]雷公藤hmgr基因克隆、序列分析及誘導(dǎo)表達(dá)[J]. 武瑩,李威,祝傳書(shū),王永宏,張興.  西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(11)
[6]煙草類萜生物合成途徑中關(guān)鍵酶基因的克隆與表達(dá)調(diào)控[J]. 申培林,楊鐵釗,張小全,李亞培,賈燕超,宋文峰,呂軍朋.  江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(01)
[7]植物類萜生物合成途徑及關(guān)鍵酶的研究進(jìn)展[J]. 馬靚,丁鵬,楊廣笑,何光源.  生物技術(shù)通報(bào). 2006(S1)



本文編號(hào)：2970726