白樺CYP450的5個(gè)家族基因在三萜合成中的功能研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-30 13:09
白樺(Betula Platyphylla Suk)的樹皮中含有三帖類化合物白樺脂醇、白樺脂酸、齊墩果酸等,具有抗腫瘤、抗炎、抗HIV、抗瘧疾等藥物活性。純天然白樺次生代謝產(chǎn)物含量低,化學(xué)合成成本高,制約其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。細(xì)胞色素P450單加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,CYP450)是參與植物代謝的最大酶家族,催化三萜骨架形成具有各種功能的官能團(tuán),如羥基、羰基和羧基等,在三萜骨架結(jié)構(gòu)多樣化及功能化修飾中具有關(guān)鍵作用。本研究擬克隆響應(yīng)SA和MeJA信號(hào)的白樺BpCYP450基因,結(jié)合MeJA、SA、ABA等誘導(dǎo),明確BpCYP450基因與三萜合成關(guān)鍵基因的表達(dá)特征,探究5個(gè)BpCYP450基因在煙草和白樺中的表達(dá)特性及三萜合成中的功能。研究結(jié)果如下:1.以白樺cDNA為模板,應(yīng)用特異性引物結(jié)合RT-PCR技術(shù),克隆獲得5個(gè)白樺BpCYP450基因cDNA全長,分別命名為CYP94B89、CYP8S1、CYP97B2、CYP86B54和CYP86A182。生物信息學(xué)分析結(jié)果表明,5個(gè)基因的開放讀碼框(open reading frame,ORF)長...
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2?2,3氧化角鯊烯環(huán)化為三萜的合成路線??白樺三萜的生物合成主要通過MVA途徑完成,MVA途徑中的IPP經(jīng)過催化形成??FPP,兩分子FPP在鳘燦合成酶(squalene?synthase,?SS)催化下生成一分子的角鳘烯
CYP450也由此得名。??1.2.2.2細(xì)胞色素P450的功能及催化機(jī)制??CYP450是末端加氧酶,從NAD(P)H獲得電子后,催化單加氧反應(yīng)(圖1-3)。??CYP450催化的反應(yīng)包括兩步:電子由NAD(P)H傳遞至黃素蛋白及鐵硫蛋白(或NADPH-??CYP450還原酶),然后再傳遞至CYP450氧化酶,催化的總反應(yīng)為:??RH+NADPH+H++02—R0H+NADP++H20,反應(yīng)中RH是底物,R0H是氧化產(chǎn)物?傮w??來說,CYP450催化的反應(yīng)是激活一個(gè)氧分子,并將其中的一個(gè)氧分子插入到底物中,??同時(shí)還原另一個(gè)氧分子而形成水分子,所以又稱為單加氧酶。??ABC??N-ADPH?>?NADPH?,?、?哪H?光?,£、??內(nèi)?r?^?類囊體控??圖1-3?CYP450驅(qū)動(dòng)反應(yīng)的主要天然和工程電子來源??注:參考Renault等人構(gòu)建的模型(2014)并略有修改[281。A:?CYP450反應(yīng)所需的兩個(gè)電子從N-??末端膜錨定的CYP450—氧化還原酶(P0R)轉(zhuǎn)移;B:?C-末端膜錨定的細(xì)胞色素b5(Cytb5)來提供第二??個(gè)電子,Cytb5本身被細(xì)胞色素b5還原酶(b5R)還原;C:使用光系統(tǒng)I(PSI)衍生的電子通過體外和??體內(nèi)鐵氧還蛋白(Fd)至CYP450還原酶。??-5?-??
以白樺組培苗RNA反轉(zhuǎn)錄cDNA為模板,CYP94B89-F/R為引物,通過RT-PCR??獲得C7P抑5洲基因cDNA為1284bp,ORF預(yù)測結(jié)果顯示其為完整的ORF,編碼427??個(gè)氨基酸(圖2-2)。??1?ArGcrcAjUACc^iTACAcnccccA^XMCi^^?¥78?iraimcmcrarctckkr^k^kkoko^??a?L?K?:?I?I?K?F?F?r?K?¥?K?t?F?L?L?S?S?K?T?U?l?l?Q?l?V?r?l?l??妨?CGCMTCC:TC<級ATOTCTTOXT燈C^AT魟TCMT<^C*?T2i?ATMMIH釘氣OT沉XGUTGAGTCACTGMG??r?^?I?L?^?J???L?c.?r?0?I?F?II?V?I?E?5?v?E?&?E?E?L?H?T?E?S?L?E??91?GACG:tAGACC:ATOX<^AO:CA>XJ3C^TT^:CAtCCAC^10?7gg?C
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]3個(gè)白樺細(xì)胞色素P450基因生物信息學(xué)及表達(dá)分析[J]. 楊杰,孫璐,王思瑤,李影,翟睿,林香雨,詹亞光,尹靜. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[2]細(xì)胞色素P450在植物三萜和甾醇骨架修飾中的功能研究進(jìn)展[J]. 楊杰,詹亞光,肖佳雷,尹靜. 中國科學(xué):生命科學(xué). 2018(10)
[3]白樺環(huán)阿齊醇合成酶(CAS)基因與達(dá)瑪烯二醇合成酶(DS)基因的雙基因RNA干擾載體構(gòu)建[J]. 梁甜,馬泓思,尹靜,詹亞光,張夢巖. 植物研究. 2015(03)
[4]鈣離子在介導(dǎo)SA誘導(dǎo)白樺懸浮細(xì)胞三萜合成途徑中的作用[J]. 王艷,尹靜,馬泓思,詹亞光,蘇欣,梁甜,張夢巖. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[5]植物萜類次生代謝及其調(diào)控[J]. 王凌健,方欣,楊長青,李建戌,陳曉亞. 中國科學(xué):生命科學(xué). 2013(12)
[6]白樺三萜的合成和調(diào)控[J]. 尹靜,詹亞光,肖佳雷. 植物生理學(xué)通訊. 2009(05)
[7]細(xì)胞色素P450的結(jié)構(gòu)與催化機(jī)理[J]. 王斌,李德遠(yuǎn). 有機(jī)化學(xué). 2009(04)
[8]白樺酯醇的研究進(jìn)展[J]. 范桂枝,詹亞光. 中草藥. 2008(10)
[9]啟動(dòng)子的克隆和研究方法[J]. 況守龍,胡廷章. 重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(01)
[10]高等植物啟動(dòng)子的研究進(jìn)展[J]. 李杰,張福城,王文泉,黃麗云. 生物技術(shù)通訊. 2006(04)
博士論文
[1]基于基因家族序列分析研究基因的倍增、分化和多效性[D]. 曾燕舞.復(fù)旦大學(xué) 2010
碩士論文
[1]與大豆14-3-3蛋白相互作用的MYB轉(zhuǎn)錄因子的鑒定及在次生代謝中的功能分析[D]. 李瑞華.吉林大學(xué) 2018
[2]白樺BpbHLH7和BpbHLH8基因的克隆、表達(dá)特性及功能研究[D]. 王思瑤.東北林業(yè)大學(xué) 2018
[3]白樺OSC新基因的克隆、RNAi載體構(gòu)建及遺傳轉(zhuǎn)化初步研究[D]. 梁甜.東北林業(yè)大學(xué) 2015
[4]三七、西洋參中三萜皂苷合成關(guān)鍵酶基因的克隆及表達(dá)模式分析[D]. 牛云云.北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 2013
本文編號(hào):2947697
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2?2,3氧化角鯊烯環(huán)化為三萜的合成路線??白樺三萜的生物合成主要通過MVA途徑完成,MVA途徑中的IPP經(jīng)過催化形成??FPP,兩分子FPP在鳘燦合成酶(squalene?synthase,?SS)催化下生成一分子的角鳘烯
CYP450也由此得名。??1.2.2.2細(xì)胞色素P450的功能及催化機(jī)制??CYP450是末端加氧酶,從NAD(P)H獲得電子后,催化單加氧反應(yīng)(圖1-3)。??CYP450催化的反應(yīng)包括兩步:電子由NAD(P)H傳遞至黃素蛋白及鐵硫蛋白(或NADPH-??CYP450還原酶),然后再傳遞至CYP450氧化酶,催化的總反應(yīng)為:??RH+NADPH+H++02—R0H+NADP++H20,反應(yīng)中RH是底物,R0H是氧化產(chǎn)物?傮w??來說,CYP450催化的反應(yīng)是激活一個(gè)氧分子,并將其中的一個(gè)氧分子插入到底物中,??同時(shí)還原另一個(gè)氧分子而形成水分子,所以又稱為單加氧酶。??ABC??N-ADPH?>?NADPH?,?、?哪H?光?,£、??內(nèi)?r?^?類囊體控??圖1-3?CYP450驅(qū)動(dòng)反應(yīng)的主要天然和工程電子來源??注:參考Renault等人構(gòu)建的模型(2014)并略有修改[281。A:?CYP450反應(yīng)所需的兩個(gè)電子從N-??末端膜錨定的CYP450—氧化還原酶(P0R)轉(zhuǎn)移;B:?C-末端膜錨定的細(xì)胞色素b5(Cytb5)來提供第二??個(gè)電子,Cytb5本身被細(xì)胞色素b5還原酶(b5R)還原;C:使用光系統(tǒng)I(PSI)衍生的電子通過體外和??體內(nèi)鐵氧還蛋白(Fd)至CYP450還原酶。??-5?-??
以白樺組培苗RNA反轉(zhuǎn)錄cDNA為模板,CYP94B89-F/R為引物,通過RT-PCR??獲得C7P抑5洲基因cDNA為1284bp,ORF預(yù)測結(jié)果顯示其為完整的ORF,編碼427??個(gè)氨基酸(圖2-2)。??1?ArGcrcAjUACc^iTACAcnccccA^XMCi^^?¥78?iraimcmcrarctckkr^k^kkoko^??a?L?K?:?I?I?K?F?F?r?K?¥?K?t?F?L?L?S?S?K?T?U?l?l?Q?l?V?r?l?l??妨?CGCMTCC:TC<級ATOTCTTOXT燈C^AT魟TCMT<^C*?T2i?ATMMIH釘氣OT沉XGUTGAGTCACTGMG??r?^?I?L?^?J???L?c.?r?0?I?F?II?V?I?E?5?v?E?&?E?E?L?H?T?E?S?L?E??91?GACG:tAGACC:ATOX<^AO:CA>XJ3C^TT^:CAtCCAC^10?7gg?C
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]3個(gè)白樺細(xì)胞色素P450基因生物信息學(xué)及表達(dá)分析[J]. 楊杰,孫璐,王思瑤,李影,翟睿,林香雨,詹亞光,尹靜. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[2]細(xì)胞色素P450在植物三萜和甾醇骨架修飾中的功能研究進(jìn)展[J]. 楊杰,詹亞光,肖佳雷,尹靜. 中國科學(xué):生命科學(xué). 2018(10)
[3]白樺環(huán)阿齊醇合成酶(CAS)基因與達(dá)瑪烯二醇合成酶(DS)基因的雙基因RNA干擾載體構(gòu)建[J]. 梁甜,馬泓思,尹靜,詹亞光,張夢巖. 植物研究. 2015(03)
[4]鈣離子在介導(dǎo)SA誘導(dǎo)白樺懸浮細(xì)胞三萜合成途徑中的作用[J]. 王艷,尹靜,馬泓思,詹亞光,蘇欣,梁甜,張夢巖. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[5]植物萜類次生代謝及其調(diào)控[J]. 王凌健,方欣,楊長青,李建戌,陳曉亞. 中國科學(xué):生命科學(xué). 2013(12)
[6]白樺三萜的合成和調(diào)控[J]. 尹靜,詹亞光,肖佳雷. 植物生理學(xué)通訊. 2009(05)
[7]細(xì)胞色素P450的結(jié)構(gòu)與催化機(jī)理[J]. 王斌,李德遠(yuǎn). 有機(jī)化學(xué). 2009(04)
[8]白樺酯醇的研究進(jìn)展[J]. 范桂枝,詹亞光. 中草藥. 2008(10)
[9]啟動(dòng)子的克隆和研究方法[J]. 況守龍,胡廷章. 重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(01)
[10]高等植物啟動(dòng)子的研究進(jìn)展[J]. 李杰,張福城,王文泉,黃麗云. 生物技術(shù)通訊. 2006(04)
博士論文
[1]基于基因家族序列分析研究基因的倍增、分化和多效性[D]. 曾燕舞.復(fù)旦大學(xué) 2010
碩士論文
[1]與大豆14-3-3蛋白相互作用的MYB轉(zhuǎn)錄因子的鑒定及在次生代謝中的功能分析[D]. 李瑞華.吉林大學(xué) 2018
[2]白樺BpbHLH7和BpbHLH8基因的克隆、表達(dá)特性及功能研究[D]. 王思瑤.東北林業(yè)大學(xué) 2018
[3]白樺OSC新基因的克隆、RNAi載體構(gòu)建及遺傳轉(zhuǎn)化初步研究[D]. 梁甜.東北林業(yè)大學(xué) 2015
[4]三七、西洋參中三萜皂苷合成關(guān)鍵酶基因的克隆及表達(dá)模式分析[D]. 牛云云.北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 2013
本文編號(hào):2947697
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