烟草NtHMGR1基因的克隆和表达分析

发布时间：2021-01-11 12:00

　　3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGR）是MVA萜类合成途径的第一个关键酶,在烟草萜类物质的生物合成过程中起到重要的作用.本研究基于转录组数据,从烟草幼叶中克隆出1 815 bp、可编码604个氨基酸的HMGR1基因完整开放阅读框（ORF）.经生物信息学分析显示,该基因编码的蛋白序列与番茄相似性最高;该蛋白序列无信号肽,2个区域有跨膜结构域,结构特征为膜外非分泌不稳定疏水蛋白;蛋白质二级结构由α螺旋、延伸链、β转角和不规则卷曲组成,三级结构为同源四聚体.与此同时,运用Real-time PCR对NtHMGR1基因在烟草不同组织的表达差异性进行检测,结果表明,根<茎<上部叶<中部叶<下部叶.经SA,MEJA,ABA,GA处理后,NtHMGR1基因的表达峰值出现时间以及在各时间点波动均存在差异性. 

【文章来源】：西北师范大学学报(自然科学版). 2020,56(05)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

烟草Nt HMGR1基因的PCR扩增

同源序列比对结果显示(图2),烟草Nt HMGR1蛋白与番茄(Solanumlycopersicum)、马铃薯(Solanumtuberosum)、艾草(Artemisia argyi)等植物的HMGR1蛋白的相似度达80%以上.其中Nt HMGR1蛋白序列与番茄(Solanum lycopersicum)相似性最高.将烟草Nt HMGR1蛋白序列与文献中相似性较高的序列进行系统发育分析(图3),结果显示,如番茄(Solanumlycopersicum)、马铃薯(Solanumtuberosum)、睡茄(Withania somnifera)等作物与烟草Nt HMGR1蛋白均处于同一进化支,表明其亲缘关系较近.图3 烟草Nt HMGR1蛋白的系统发育分析

图2 烟草Nt HMGR1蛋白与其他植物HMGR1蛋白的多序列比对结果经ExPASy-ProtParam分析预测,显示Nt HMGR1定位于细胞质内质网中,其分子式为C2855H4606N776O869S32,相对分子质量和理论p I等电点值分别为64.73k D和6.64,总原子数9138个,由604个氨基酸编码其蛋白质,有58个带正电荷的氨基酸(Arg+Lys),59个带负电荷的氨基酸(Asp+Glu),其中色氨酸(Ser)、丙氨酸(Ala)、颉氨酸(Val)含量最高,分别达9.9%,9.8%,9.4%,丝氨酸(Trp)含量最低,为0.5%,这种氨基酸比例可能与Nt HMGR1的功能结构和酶学特性有关.分析显示该蛋白的不稳定系数为46.24,其半衰期和脂肪系数分别为30h和93.31.对其亲、疏水性进行分析表明(图4),Nt HMGR1蛋白趋向于疏水性,总平均吸水性仅为0.083.这种结构特性可能是由于蛋白分子空间构造的异同所造成;一般O和N端含量越高,其亲水性越好,反C端含量越高,其疏水性越好.

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2970726