西藏野生甜荞碳酸酐酶基因FsCA1的克隆和生物信息学分析

发布时间：2019-12-03 15:13

【摘要】：依据已公布的荞麦转录组测序信息,从Contig文库中获得了1个碳酸酐酶(carbonic anhydrase,简称CA)转录本,通过逆转录PCR(RT-PCR)扩增得到CA基因全长序列。生物信息学分析表明,FsCA1基因全长1 233 bp,开放阅读框978 bp,编码325个氨基酸;分子量35.11 ku,等电点7.59;包含9个α-螺旋、6个β-折叠、多个无规则卷曲和延伸链;含有1个信号肽和1个跨膜区;具有β-类碳酸酐酶典型的2个氨基酸保守域。亚细胞定位显示,该蛋白出现在叶绿体中的可能性最大。利用同源建模法构建了FsCA1三维结构模型,表明甜荞CA与豌豆CA同型八聚体能很好地匹配,推测甜荞CA也是同型八聚体。用实时荧光定量PCR检测FsCA1在荞麦不同器官中的表达水平,结果显示,FsCA1在叶中表达水平最高,其次是在茎中,在根中表达水平最低。
【图文】：

2．2FsCA1编码蛋白的理化性质和高级结构预测预测FsCA1的分子式为C1574H2484N412O470S13，分子量35．11ku;正电残基(Arg+Lys)、负电残基(Asp+Glu)分别为34、33个，等电点7．59;不稳定指数为50．78，表明该蛋白不稳定;脂肪系数89．75;亲水性系数0．023。预测FsCA1蛋白的二级结构主要有4种类型，由9个α－螺旋、6个β－折叠、多个延伸链和无规则卷曲组成。利用SWISSMODEL蛋白质在线建模工具AlignmentModel，以荞麦FsCA1为目标序列，以同源性高达82．38%的豌豆CA蛋白三维结构(POB:1ekj．1．B)为模板进行同源建模，建模残基范围116～325个，目标序列和模板蛋白序列相似性达到56%。豌豆CA蛋白为同型八聚体，，而FsCA1蛋白三维结构具有丰富的α－螺旋、无规则卷曲，因此推测本研究获得的FsCA1编码产物也是同型八聚体(图2)。2．3FsAC1编码蛋白信号肽、亚细胞定位和跨膜区的预测SignalP4．0软件预测表明，FsAC1的第1～25位氨基酸残基间有1个信号肽。用WoLFPSOＲT预测表明，该蛋白在叶绿体的定位系数为12．0(chlo:12)，在线粒体的定位系数为2．0(mito:2．0)，在其他细胞器官中无分布。据此判断，FsAC1编码蛋白最有可能在叶绿体、线粒体内发挥作用，或附着在这些细胞器上共同完成。HMMTOP分析结果显示，第192～214位氨基酸之间有23个氨基酸形成的跨膜区。2．4FsAC1编码蛋白的motif分析β－碳酸酐酶具有2个典型的保守区，保守区H1:C－［SA］－D－S－Ｒ－［LIVM］－x－［AP］，保守序列L2［EQ］－［YF］－A－［LIVM］－x(2)－［LIVM］－x(4)－［LIVMF］(3)－x－G－H－x(2)－C－G。FsAC1序列完全与此符合，其中保守区H(第156～163位)的保守序列为CSDSＲVcP，保守区F(第200～220位)的保守序列为EYAVlhLkvsnIVViGHsaCG。2．5不同

2．2FsCA1编码蛋白的理化性质和高级结构预测预测FsCA1的分子式为C1574H2484N412O470S13，分子量35．11ku;正电残基(Arg+Lys)、负电残基(Asp+Glu)分别为34、33个，等电点7．59;不稳定指数为50．78，表明该蛋白不稳定;脂肪系数89．75;亲水性系数0．023。预测FsCA1蛋白的二级结构主要有4种类型，由9个α－螺旋、6个β－折叠、多个延伸链和无规则卷曲组成。利用SWISSMODEL蛋白质在线建模工具AlignmentModel，以荞麦FsCA1为目标序列，以同源性高达82．38%的豌豆CA蛋白三维结构(POB:1ekj．1．B)为模板进行同源建模，建模残基范围116～325个，目标序列和模板蛋白序列相似性达到56%。豌豆CA蛋白为同型八聚体，而FsCA1蛋白三维结构具有丰富的α－螺旋、无规则卷曲，因此推测本研究获得的FsCA1编码产物也是同型八聚体(图2)。2．3FsAC1编码蛋白信号肽、亚细胞定位和跨膜区的预测SignalP4．0软件预测表明，FsAC1的第1～25位氨基酸残基间有1个信号肽。用WoLFPSOＲT预测表明，该蛋白在叶绿体的定位系数为12．0(chlo:12)，在线粒体的定位系数为2．0(mito:2．0)，在其他细胞器官中无分布。据此判断，FsAC1编码蛋白最有可能在叶绿体、线粒体内发挥作用，或附着在这些细胞器上共同完成。HMMTOP分析结果显示，第192～214位氨基酸之间有23个氨基酸形成的跨膜区。2．4FsAC1编码蛋白的motif分析β－碳酸酐酶具有2个典型的保守区，保守区H1:C－［SA］－D－S－Ｒ－［LIVM］－x－［AP］，保守序列L2［EQ］－［YF］－A－［LIVM］－x(2)－［LIVM］－x(4)－［LIVMF］(3)－x－G－H－x(2)－C－G。FsAC1序列完全与此符合，其中保守区H(第156～163位)的保守序列为CSDSＲVcP，保守区F(第200～220位)的保守序列为EYAVlhLkvsnIVViGHsaCG。2．5不同

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本文编号：2569241