崔麗婷,李文彥,包 橫,詹亞光,齊鳳慧
(東北林業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150040)
茶條槭SDH基因克隆及生物信息學(xué)分析
崔麗婷,李文彥,包 橫,詹亞光,齊鳳慧
(東北林業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150040)
結(jié)合茶條槭轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫,利用RT-PCR的方法克隆得到茶條槭SDH基因,命名為AgSDH,并對該基因及其蛋白進(jìn)行了生物信息學(xué)分析。結(jié)果顯示,AgSDH基因的ORF全長為1 563 bp,共編碼520個(gè)氨基酸,推測蛋白相對分子量為57.219 kDa,理論等電點(diǎn)為5.61,無信號肽,預(yù)測亞細(xì)胞定位于細(xì)胞質(zhì)中。生物信息學(xué)分析表明AgSDH蛋白為親水性蛋白,沒有跨膜結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)α- 螺旋占35.38%,延伸鏈占18.65%,無規(guī)則卷曲占45.96%;三級結(jié)構(gòu)預(yù)測表明AgSDH蛋白以單體形式存在。與目前已知的多種植物的SDH蛋白具有相似的結(jié)構(gòu)功能域。系統(tǒng)進(jìn)化分析表明,AgSDH蛋白與臍橙SDH蛋白親緣關(guān)系最為接近。該研究結(jié)果為深入了解該基因的功能和茶條槭次生代謝產(chǎn)物合成的調(diào)控機(jī)理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
茶條槭;SDH;生物信息學(xué)分析;表達(dá)載體構(gòu)建
沒食子酸(Gallic acid, GA),即3,4,5-三羥基苯甲酸,又稱倍酸、五倍子酸,是在植物中發(fā)現(xiàn)的游離或酯化形式的主要內(nèi)源性酚酸之一,是一種強(qiáng)效抗氧化劑,具有抗癌活性,對胃和肝具有保護(hù)作用[1]。
如果能通過基因工程手段提高植物中游離沒食子酸的含量,則可大大提升這些植物的品質(zhì)。而要做到這一點(diǎn),也必須首先了解植物中GA的合成途徑。生物中GA的合成途徑有3個(gè)。早在1964年,就有研究表明途徑C中的3,4,5-trihydroxycinn amic acid β氧化在植物中不存在[2]。利用14C標(biāo)記的跟蹤實(shí)驗(yàn)表明,在Acer buergerianum和Rhus succeedanea中GA的合成主要有2個(gè)途徑,其一是通過對phenylpropanoid的 β氧化;其二是通過莽草酸(shikimic acid,SA)的脫氫反應(yīng)[3]。
通常認(rèn)為莽草酸途徑發(fā)生于高等植物的質(zhì)體(plastids)中,其第3、4步由一個(gè)雙功能的酶,DHQ-SDH(dehydroquinate dehydratase-shikimate dehydro genase)來催化[4]。DHQ-SDH含有兩個(gè)完全不同的功能域,DHQ 域和SDH 域。這兩個(gè)域分別與細(xì)菌中單功能的 DHQ 和 SDH 相似[5]。有研究表明,SDH 不但能以SA為底物合成GA,也能以3-DHS為底物合成GA,表達(dá)核桃 SDH 的轉(zhuǎn)基因煙草中GA提高了500%[6]。
茶條槭Acer ginnala Maxim.因含較高的沒食子酸而被人們所關(guān)注,是生產(chǎn)天然沒食子酸的重要替代原料。前期研究表明,外施信號分子可使茶條槭細(xì)胞沒食子酸含量增加[7-8],同時(shí)合成途徑的關(guān)鍵酶基因表達(dá)量有所增加。然而,茶條槭遺傳信息相當(dāng)薄弱,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基因組背景研究幾乎為空白。因此,本研究根據(jù)轉(zhuǎn)錄組信息設(shè)計(jì)特異性引物,對關(guān)鍵酶基因SDH基因進(jìn)行克隆,獲得基因編碼區(qū)全長,并對序列進(jìn)行分析,構(gòu)建植物表達(dá)載體,為今后利用遺傳轉(zhuǎn)化法提高沒食子酸含量奠定基礎(chǔ)。
本實(shí)驗(yàn)所用材料取自東北林業(yè)大學(xué)森林生物工程實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的茶條槭愈傷組織??俁NA用寶生物工程(大連)有限公司的 Plant RNA Extraction Kit試劑盒提取。反轉(zhuǎn)錄試劑Reverse Transcriptase M-MLV(RNase H-) 、PCR相關(guān)試劑、DNA marker、pMD18-T Simple Vector 載體、限制性內(nèi)切酶和T4 DNA ligase均購自TAKARA-寶生物工程(大連)有限公司。DNA 瓊脂糖凝膠回收試劑盒與質(zhì)粒提取試劑盒均購自北京索萊寶科技有限公司。大腸桿菌DH5α感受態(tài)和pCAMBIA1301為實(shí)驗(yàn)室保存菌液,其他實(shí)驗(yàn)試劑為國產(chǎn)分析純。引物合成和 DNA 測序由上海生物工程股份有限公司完成。
參照寶生物工程(大連)有限公司的 Plant RNA Extraction Kit試劑盒說明,提取茶條槭的愈傷組織細(xì)胞總RNA,檢測其完整性及含量[9]。以0.5 μg總RNA為起始材料,參照Reverse Transcriptase M-MLV(RNase H-)說明合成反應(yīng)所需要的cDNA第1鏈。
以合成的單鏈 cDNA 為模板,結(jié)合茶條槭轉(zhuǎn)錄組和本地Blast比對結(jié)果,利用 Primer 5.0 設(shè)計(jì) 特 異 性 引 物 FW:SDH-F:5’-CGGGGTACC ATGGGTACTGTTGAAAT-3’,SDH-R:5’-CGGGGTACCTCAGAACTTGGCTAAAA-3’(下劃線部為kpn I位點(diǎn))進(jìn)行 PCR 擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增的反應(yīng)體系為 20 μL,包含 cDNA 模板 2 μL,10×Buffer 2 μL,2.5 mmol/L dNTPs 2 μL,正反引物各1 μL,5 U/μL 高保真 Pfu 0.5 μL,ddH2O 11.5 μL。反應(yīng)程序如下:94 ℃預(yù)變性 3 min,94 ℃變性40 s,50 ℃退火40 s,72 ℃延伸100 s,共進(jìn)行30個(gè)循環(huán),72 ℃再延伸10 min。反應(yīng)終止后PCR產(chǎn)物經(jīng)1.0% 瓊脂糖凝膠電泳檢測,回收目的片段,并與pMD18–T Simple Vector連接[10],連接體系為 10 μL,包含回收產(chǎn)物 3 μL,pMD18-T Simple Vector 1 μL,Solution I 5 μL,ddH2O 1 μL,16 ℃連接 1 h。采用熱激法將連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化至大腸桿菌,篩選出陽性克隆,送至上海生物工程股份有限公司測序。
將測序結(jié)果與NCBI數(shù)據(jù)庫中的同源序列及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的茶條槭轉(zhuǎn)錄組中獲得的SDH序列進(jìn)行比對,并對茶條槭SDH蛋白結(jié)構(gòu)域進(jìn)行預(yù)測。同時(shí),利用 protparam[11]在線軟件計(jì)算氨基酸理化性質(zhì),各項(xiàng)指標(biāo)包括:氨基酸數(shù)目、分子量、理論等電點(diǎn)、分子式和不穩(wěn)度指數(shù);通過在線 proscale[12]分析并預(yù)測蛋白親/疏水性;通過SignalP[13]軟件進(jìn)行信號肽預(yù)測;WoLF PSORT[14]進(jìn)行亞細(xì)胞定位分析;利用TMHMM Server.2.0軟件對SDH蛋白進(jìn)行了跨膜區(qū)分析[15];利用GOR4[16]分析二級結(jié)構(gòu);通過 Swiss-Model[17]進(jìn)行三級結(jié)構(gòu)分析,建立蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)模型;利用NetPhos2.0對其潛在的修飾位點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測;在NCBI數(shù)據(jù)庫中查找不同物種中SDH基因的同源序列,利用MEGA 5.0 軟件鄰接算法,自檢舉1 000次,構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹[18]。
以提取的pMD18-T質(zhì)粒為模版,擴(kuò)增目的基因,PCR程序同上,并通過DNA純化回收試劑盒進(jìn)行純化回收。利用限制性內(nèi)切酶將純化后的目的片段與pCAMBIA1301分別進(jìn)行酶切,酶切產(chǎn)物純化回收后用T4連接酶16 ℃過夜連接,連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化至DH5α感受態(tài)細(xì)胞,在含有卡那抗生素的LB培養(yǎng)基上37 ℃過夜培養(yǎng)[19]。隨機(jī)篩選白色菌斑進(jìn)行PCR驗(yàn)證,驗(yàn)證成功的菌液送往上海生工進(jìn)行測序,將測序結(jié)果與SDH基因序列及pCAMBIA1301載體序列進(jìn)行比對,選取正向插入片段載體作為陽性克隆。
以茶條槭愈傷組織為材料提取總RNA的瓊脂糖凝膠電泳(如圖1),圖1中18、28 s條帶均清晰無彌散;經(jīng)分光光度計(jì)檢測A260/A280平均值為1.97,RNA純度較高。以總RNA反轉(zhuǎn)錄得到的cDNA第1鏈為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測發(fā)現(xiàn)在2 000 bp左右處有1條特異性帶(如圖2),與推測的目的片段大小一致,將PCR產(chǎn)物鏈接到T載體中送去上海生工測序,測序結(jié)果表明載體構(gòu)建成功,插入的片段編碼區(qū)為1 820 bp。
圖1 茶條槭總RNA凝膠電泳圖譜Fig.1 Ginnala total RNA gel electrophoresis
圖2 SDH基因的PCR擴(kuò)增Fig.2 PCR ampli fi cation of SDH
ORFfi nder推導(dǎo)基因序列含1條長1 563 bp的開放閱讀框,共編碼520個(gè)氨基酸(如圖3),編碼的氨基酸序列與臍橙Citrus clementina(XP_006433146)、葡萄Vitis vinifera(XP_002270055)、胡楊Populus euphratica(XP_011048876)、桉樹Eucalyptus grandis(XP_010041998)SDH蛋白的相似性分別為78%,74%,73%,71%,確定為茶條槭SDH基因編碼區(qū)全長,命名為AgSDH。
利用分析軟件Protparam分析顯示AgSDH蛋白編碼520個(gè)氨基酸,理論分子量為57.257 kDa,等電點(diǎn)(pI)為5.61,預(yù)測分子式為C2571H4061N685O753S20,以異亮氨酸(8.8%)、丙氨酸(8.7%)和纈氨酸(8.5%)含量為最高,脂溶指數(shù)為96.94,蛋白不穩(wěn)定系數(shù)為37.54(不穩(wěn)定系數(shù)小于40時(shí),預(yù)測蛋白質(zhì)穩(wěn)定,反之則不穩(wěn)定),屬于穩(wěn)定蛋白質(zhì)。
采用在線分析軟件ProtScale的Kyte & Doolittle標(biāo)度計(jì)算,得到AgSDH的親/疏水信號(如圖4)。結(jié)果表明,AgSDH蛋白在第374位疏水性最強(qiáng),最高值為2.156;在119處有最低值為-2.711,親水性最強(qiáng),共有37個(gè)疏水區(qū)和35個(gè)親水區(qū)。蛋白峰值的分布在0.5以上的比在-0.5以下的要少,表明蛋白均為親水蛋白。
信號肽是 N 端的一段氨基酸序列,指導(dǎo)分泌性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成,在蛋白質(zhì)合成結(jié)束之前被切除,信號肽位于蛋白質(zhì)的 N 端,一般由16~26 個(gè)氨基酸殘基組成,其中包括疏水核心區(qū)、信號肽的 C 端和 N 端。利用在線分析工具SignalP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法BpNOS 蛋白進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明,AgSDH 蛋白在20和21的位置可能存在信號肽,說明 AgSDH 可被分泌出來,作用到受體上,屬于分泌蛋白(如圖 5)。利用在線工具 WoLF PSORT對AgSDH 蛋白進(jìn)行亞細(xì)胞定位分析,AgSDH 蛋白在細(xì)胞質(zhì)中得分為6。
利用TMHMM Server.2.0軟件對SDH蛋白進(jìn)行了跨膜區(qū)分析,結(jié)果表明該蛋白不含有跨膜區(qū),是非跨膜蛋白。根據(jù)NCBI CDS(conserved domainsearch)分析發(fā)現(xiàn),AgSDH是雙功能3-脫氫脫水/莽草酸脫氫酶多結(jié)構(gòu)域蛋白,包括3-脫氫脫水酶或DHQase I型結(jié)構(gòu)域、莽草酸脫氫酶底物結(jié)合域、NAD(P)莽草酸脫氫酶的結(jié)合結(jié)構(gòu)域(如圖6)。
圖3 SDH基因序列及其編碼的氨基酸序列Fig.3 Analysis of sequence of nucleotide and its deduced amino acid for SDH gene
蛋白質(zhì)分子的多肽鏈通常折疊和盤曲成比較穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu),形成比較穩(wěn)定的二級結(jié)構(gòu),進(jìn)一步才能完成活性功能域構(gòu)想的建設(shè),以完成特定的生命活動(dòng)。利用在線軟件GOR4對SDH蛋白二級結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(如圖7),結(jié)果顯示SDH氨基酸組成為α-螺旋(Hh)為184個(gè)(35.38%),延伸鏈(Ee)為97個(gè)(18.65%),無規(guī)則卷曲(Cc)為239個(gè)(45.96%)。并且可以推測 α-螺旋最有可能的位置是21~37,39~44,55~61,84~97,99~118,142~152,154~157,166~176,222~231,313~ 321,343~353,380~390,401~412,420~422,450~461,470~479,486~493,508~515??傮w上SDH蛋白為不規(guī)則結(jié)構(gòu)。利用軟件Swiss-Model,以擬南芥A.thalianaDHQSDH蛋白(2o7s.1)為模板對AgSDH蛋白進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)同源建模,AgSDH蛋白三維結(jié)構(gòu)以單體形式存在(如圖8)。
圖4 AgSDH 基因的親水性/疏水性分析Fig.4 Analysis of hydrophilic/hydrophobic AgSDH gene in B.platyphylla
圖5 AgSDH 基因蛋白信號肽的預(yù)測和分析Fig.5 Prediction and analysis of AgSDH gene protein signal peptide in B.Platyphylla
圖6 SDH蛋白保守域分析Fig.6 Conserved domain in malus SDH protein
圖7 SDH蛋白二級結(jié)構(gòu)Fig.7 SDH protein secondary structure
圖8 SDH蛋白三級結(jié)構(gòu)Fig.8 SDH protein tertiary structure
利用NetPhos2.0對其潛在的修飾位點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測,發(fā)現(xiàn)SDH中分別含有18個(gè)(A21、A34、A138、A143、A187、A199、A210、A249、A251、A283、A286、A287、A328、A344、A364、A406、A409、A412)潛在的絲氨酸磷酸化位點(diǎn),8 個(gè)(A124、A337、A367、A444、A453、A470、A471、A502)潛在的蘇氨酸磷酸化位點(diǎn)和3個(gè)(A101、A270、A285)潛在的酪氨酸磷酸化位點(diǎn)(如圖9)。
氨基酸序列以及推測編碼蛋白進(jìn)行同源序列比對,經(jīng)比對分析篩選出在其他植物中已經(jīng)命名的SDH同源蛋白,這些蛋白主要存在于臍橙Citrus clementina、 葡 萄Vitis vinifera、 胡 楊Populus euphratica、桉樹Eucalyptus grandis等中。這些蛋白同茶條槭SDH蛋白序列一致性達(dá)70% 以上;同時(shí)也選擇了一些序列一致性在65% ~ 70%的蛋白序列,如大豆Glycine max、煙草Nicotiana tabacum等共11個(gè)同源序列,利用 MEGA5 軟件的Neighbor- Joining算法進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建。結(jié)果(如圖 10)可以看出不同來源的SDH蛋白屬于不同的進(jìn)化分支,裸子植物、單子葉植物及雙子葉植物之間有較為清晰的界限。AgSDH蛋白與臍橙親緣關(guān)系最為接近,進(jìn)化距離為98,其次為葡萄。
圖9 磷酸化位點(diǎn)預(yù)測Fig.9 Phosphorylation site prediction
利用限制性內(nèi)切酶將純化后的目的片段與pCAMBIA1301分別進(jìn)行酶切,經(jīng)1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測(如圖11和圖12),電泳結(jié)果表明已酶切完全。將轉(zhuǎn)化有目的基因的菌液進(jìn)行PCR驗(yàn)證(如圖13),其中第二個(gè)點(diǎn)樣孔點(diǎn)樣品為質(zhì)粒,后面六個(gè)點(diǎn)樣孔縮點(diǎn)樣品是三種不同引物的擴(kuò)增結(jié)果,第一對和第三對引物擴(kuò)增的基因片段在1 500 bp和2 000 bp之間有條帶,說明菌體中轉(zhuǎn)化有目的片段,驗(yàn)證成功的菌液送往上海生物工程股份有限公司進(jìn)行測序,將測序結(jié)果分別與AgSDH基因編碼區(qū)序列及載體兩端序列進(jìn)行比對,比對結(jié)果表明存在陽性克隆為正向插入片段。
隨著植物次生代謝物合成途徑的研究進(jìn)展,目前已在不同植物中分離出代謝途徑相關(guān)的調(diào)控基因,如:樟葉越桔中的糖基轉(zhuǎn)移酶VdUGT1基因[20],龍骨馬尾杉中的調(diào)控萜類化合物的PcHDR1基因[21],馬尾松的GGPPS基因[22],紅豆杉中的bHLH基因[23]等。茶條槭中代謝途徑SDH基因與其他代謝途徑中的關(guān)鍵酶基因相比,序列數(shù)量較少,涉及到的蛋白活性、功能鑒定的研究工作還在起步階段。
圖10 AgSDH 基因系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹Fig.10 Phylogenetic tree of AgSDH gene in B.Platyphylla
圖11 酶切pCAMBIA1301質(zhì)粒電泳圖Fig.11 PCAMBIA1301 digested plasmid electrophoresis
圖12 酶切的基因片段電泳圖Fig.12 The digested gene fragment electrophoresis pattern
圖13 菌液質(zhì)粒PCRFig.13 Bacteria plasmid PCR
SDH 在代謝通路中,是催化莽草酸途徑的一個(gè)關(guān)鍵酶。有研究發(fā)現(xiàn)用RNAi技術(shù)使煙草中DHQSDH(原文中稱為NtDHD/SDH-1)(AAS90325)的活性低于對照的40%,莽草酸途徑中下游的產(chǎn)物(如芳香氨基酸、木質(zhì)素等)的產(chǎn)量減少,DHQ的積累增加,莽草酸的積累量也同時(shí)增加了。進(jìn)一步的研究表明,在煙草中存在另一個(gè)可催化合成莽草酸的酶,DHQ-SDH-2(NtDHD/SDH-2)(AAS90324)。序列比對發(fā)現(xiàn),二者的氨基酸序列相同性僅有48%。NtDHD/SDH-2僅存在于細(xì)胞液(cytosol)中,而NtDHD/SDH-1存在于質(zhì)體中,因而二者的作用機(jī)制可能不同。此外,在土豆、楊樹、大米等植物中也存在DHQ-SDH-2的相關(guān)序列[24]。在擬南芥中,研究人員通過氣相懸滴法,第一次完成了DHQ-SDH酶和莽草酸的共結(jié)晶,之后將尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)添加到晶體中形成三重復(fù)合物。脫氫莽草酸產(chǎn)物在DHQ位點(diǎn)產(chǎn)生,說明SDH-莽草酸-NADP(H)是一種利于莽草酸氧化的活性復(fù)合物,DHQ-SDH的凹型構(gòu)造中存有活性位點(diǎn)。DHQ-SDH蛋白可以通過面對面定位,將莽草酸途徑中的代謝物區(qū)分開,而且可增加代謝物從DHQ到SDH域的轉(zhuǎn)移效率[25]??共《舅幬飱W司他韋(Oseltamivir) 的合成也受到莽草酸SDH的催化[26]。在微生物的生物合成中SDH也被廣泛的應(yīng)用[27-28]。
克隆得到的茶條槭SDH基因,ORF全長為1 563 bp,共編碼520個(gè)氨基酸,推測其蛋白分子量為57.219 kDa,理論等電點(diǎn)為5.61,預(yù)測亞細(xì)胞定位于細(xì)胞質(zhì)中,AgSDH蛋白為親水性蛋白,沒有信號肽和跨膜結(jié)構(gòu)。該基因的獲得,為深入研究其編碼的酶學(xué)功能及活性提供了基礎(chǔ),在本研究的基礎(chǔ)上,將SDH基因轉(zhuǎn)化植物,研究其對酚類物質(zhì)合成的影響,并分析該基因在植物代謝合成途徑中的作用,具有重要的研究意義。
[1]馮立娟,尹燕雷,招雪晴,等.石榴沒食子酸代謝與保健功能研究進(jìn)展[J].果樹學(xué)報(bào), 2014, 31(4):710-716.
[2]M.H.Zenk, G.Müller.über den Ein fl uss der Wund fl ?chen auf die enzymatische Oxydation der Indol-3-essigs?ure in vivo[J].Planta, 1964, 61(4): 346-351.
[3]Ishikura N, Hayashida S, Tazaki K.Biosynthesis of gallic and ellagic acids with 14 C-labeled compounds in Acer and Rhus leaves[J].Journal of Plant Research, 1984, 97(3): 355-367.
[4]Herrmann K M, Weaver L M.The Shikimate Pathway[J].Plant Biology, 1999, 50(50): 473-503.
[5]Singh, S., Kundu,S.S.,Negi, A S, et al.Cowpea (Vigna unguiculata) legume grains as protein source in the ration of growing sheep[J].Small Rumin.Res., 2006, 64(3): 247-254.
[6]Muir R M, Ibá?ez A M, Uratsu S L, et al.Mechanism of gallic acid biosynthesis in bacteria (Escherichia coli) and walnut(Juglans regia)[J].Plant Molecular Biology, 2011, 75(6): 555-65.
[7]董 杰, 齊鳳慧, 詹亞光.茶條槭懸浮培養(yǎng)體系的建立與沒食子酸合成的優(yōu)化條件[J].植物學(xué)通報(bào), 2008, 25 (6):734-740.
[8]李海艷, 宋繼園, 董 杰,等.茶條槭愈傷組織的再生體系建立及其沒食子酸含量的測定[J].植物學(xué)通報(bào), 2008, 25(2):212-219.
[9]龐新華, 張 宇, 黃國弟,等.菠蘿葉片總RNA提取方法的比較[J].經(jīng)濟(jì)林研究, 2016, 34(1):153-157.
[10]楊 丹, 章懷云, 張黨權(quán),等.油桐LEC1基因的cDNA克隆與序列分析[J].經(jīng)濟(jì)林研究, 2016, 34(1):1-5.
[11]Burge C B, Karlin S.Finding the genes in genomic DNA[J].Current Opinion in Structural Biology, 1998, 8(3): 346-54.
[12]Gasteiger E, Hoogland C, Gattiker A, et al.The Proteomics Protocols Handbook[J].Humana Press, 2005, 71(6): 571- 607.
[13]Petersen T N, Brunak S, Von H G, et al.SIGNALP 4.0:discriminating signal peptides from transmembrane regions[J].Nature Methods, 2010, 8(10): 785-6.
[14]Horton P, Park K J, Obayashi T, et al.WoLF PSORT: protein localization predictor.[J].Nucleic Acids Research, 2007,35(2):585--587.
[15]宋 健, 熊 宏, 余進(jìn)德,等.麻瘋樹油質(zhì)蛋白JcOle14.3基因克隆及序列分析[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2016,36(6):15-22.
[16]Sen T Z, Jernigan R L, Garnier J, et al.GOR V server for protein secondary structure prediction[J].Bioinformatics, 2005, 21(11):2787-2788.
[17]付德山, 朱 珠, 崔麗婷,等.水曲柳 SOC1 基因表達(dá)載體的構(gòu)建及生物信息學(xué)分析[J].西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(6):6-13.
[18]Tamura K, Dudley J, Nei M, et al.MEGA4: Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) software version 4.0[J].Molecular Biology and Evolution, 2007, 24(8): 1596-1599.
[19]李蕾蕾, 孫豐坤, 李曉一,等.白樺BpGT14基因表達(dá)載體及RNA干擾載體的構(gòu)建[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2015,35(7):17-21.
[20]宋 健,熊 宏,朱東陽,等.樟葉越桔糖基轉(zhuǎn)移酶VdUGT1基因克隆及序列分析[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2015, 35(6):80-86.
[21]張志利,海 舟,郭 溆,等.龍骨馬尾杉PcHDR1基因克隆及序列分析[J].中國中藥雜志,2016,41(22):4169-4174.
[22]陳博雯,覃子海,王鵬良,等.馬尾松GGPPS基因克隆及序列分,西部林業(yè)科學(xué)[J].2016,45(2):1-6.
[23]周 華, 朱 祺, 楊艷芳,等.南方紅豆杉bHLH基因克隆與序列分析[J].植物研究,2015, 35(1):52-59.
[24]Ding J, Kang G Z, Liu Y J, et al.Uniaxial time-dependent cyclic deformation of 6061-T6 aluminium alloy[J].Zhongguo Youse Jinshu Xuebao/chinese Journal of Nonferrous Metals, 2007,17(12): 1993-1998.
[25]Singh S A, Christendat D.The DHQ-dehydroshikimate-SDH-shikimate-NADP(H) Complex: Insights into Metabolite Transfer in the Shikimate Pathway[J].Crystal Growth & Design, 2007,7(11):2153-2160.
[26]Kr?mer M, Bongaerts J, Bovenberg R, et al.Metabolic engineering for microbial production of shikimic acid[J].Metabolic Engineering , 2003, 5(4): 277-283.
[27]Adachi O, Ano Y, Toyama H, et al.High shikimate production from quinate with two enzymatic systems of acetic acid bacteria.[J].Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2006,70(10):2579-2582.
[28]Liu X, Lin J, Hu H, et al.Metabolic engineering of Escherichia coli to enhance shikimic acid production from sorbitol.[J].World Journal of Microbiology and Biotechnology, 2014, 30(9): 2543-2550.
Cloning and Sequence Analysis of SDH Gene from Acer ginnala Maxim
CUI Liting, LI Wenyan, BAO Heng, ZHAN Yaguang, QI Fenghui
(Northeast Forestry University, Life Science College, Harbin 150040, Heilongjiang, China)
A Acer ginnala Maxim SDH gene was cloned by RT-PCR from the transcriptome database of Acer palmatum.The gene named AgSDH and the bioinformatics analysis of the gene and its protein was carried out.The results showed that the ORF of AgSDH gene was 1 563 bp, encoding 520 amino acids.The relative molecular mass of the AgSDH gene was 57.219 kDa, the theoretical isoelectric point was 5.61, and no signal peptide was detected.The subcellular localization was predicted in cytoplasm.Bioinformatic analysis showed that the AgSDH protein was a hydrophilic protein with no transmembrane structure.The secondary structure analysis showed that AgSDH comprised 35.38% of alpha-helix, 18.65 extended strains and 45.96% random coil.The tertiary structure prediction indicated that the AgSDH protein existed as monomer.And has similar structural domain to the SDH proteins of many known plant species.Phelogenetic analysis showed that the closest relative of AgSDH was that of Citrus clementina among known SDHs.The results provide the basic data for understanding the function of this gene and regulating mechanism of secondary metabolites synthesis.
Acer ginnala Maxim.; SDH; bioinformatics; expression vector construction
S718.46
A
1673-923X(2017)04-0044-08
10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.04.008
2016-06-29
中央高?;究蒲薪?jīng)費(fèi)“茶條槭次生代謝合成途徑調(diào)控基因表達(dá)譜分析” (DL13CA07);哈爾濱市青年科技創(chuàng)新項(xiàng)目“誘導(dǎo)子作用下茶條槭細(xì)胞次生代謝途徑關(guān)鍵酶基因表達(dá)研究”(2013RFQXJ026)
崔麗婷,碩士研究生 通訊作者:齊鳳慧,高級工程師,博士,碩士生導(dǎo)師; E-mail:qifenghui2001@126.com
崔麗婷,李文彥,包 橫,等.茶條槭SDH基因克隆及生物信息學(xué)分析[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2017, 37(4): 44-51.
[本文編校:文鳳鳴]