壶瓶碎米荠GST-u4基因克隆及表达产物活性初步研究
发布时间：2021-08-27 00:11
壶瓶碎米荠（Cardamine hupingshanensis）是十字花科碎米荠属多年生草本植物,属于超聚硒植物。硒是人和动物的必需微量元素,因此可以通过从高聚硒植物中获取对人类有益的有机硒来补硒,而探索壶瓶碎米荠体内的硒代谢机制成为当前研究的热点。研究发现80mg·mL-1的硒处理壶瓶碎米荠,其叶内GST-u4基因表达量显著增加,推测GST-u4基因与硒螯合作用及液泡贮存有关。本文采用RT-PCR方法克隆了ChGST-u4,利用在线工具对该基因进行了生物信息学分析;并对该基因密码子优化,构建表达载体,热激转化大肠杆菌Arctic Express进行表达条件筛选,得到的表达产物经纯化后通过等温滴定量热法对其活性进行了初步研究,为壶瓶碎米荠体内硒的代谢机制研究奠定了物质基础,主要研究结果如下:1、ChGST-u4确系谷胱甘肽硫转移酶基因家族tau亚家族基因;分子量大小为672bp,该基因编码224个氨基酸,蛋白质分子质量25.6872kDa,丙氨酸的含量最丰富,占总量的4.9%;理论等电点为6.18,该蛋白没有信号肽,有9个磷酸化位点;为亲水蛋白;ChGST-u4的...
【文章来源】：湖北民族大学湖北省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
壶瓶碎米荠Figure1-1.Cardaminehupingshanensis
第1章文献综述-7-65]，还可以利用改变泛素-蛋白酶途径，修正蛋白质的错误折叠，对异型蛋白水解，从而除去硒毒性，使得植物能耐受更高浓度的硒[57]。图1-2植物硒代谢概要图[25]Figure1-2.SchematicoverviewofSemetabolisminplants1.3.3硒在植物中的贮藏方式及形态硒最常见的价态有-2、0、2、4和6。硒对植物的主要有效形式是无机的，即亚硒酸盐(SeIV）和硒酸盐(SeVI)[64]。有机硒主要以硒蛋白、硒多糖及硒核酸为主，还有少量的硒代氨基酸及其衍生物，占总量的80%[66]。人类已经发现不同的植物种类积累了许多含硒的代谢物：硒代甲硫氨酸(SeMet)、硒代半胱氨酸(SeCys)、甲基硒代半胱氨酸(SeMeSeCys)、硒代胱氨酸、谷氧酰基硒甲基硒代半胱氨酸、硒乙酰胆碱等等(如图1-3)。但是植物内最常见的是硒代甲硫氨酸(SeMet)、硒代半胱氨酸(SeCys)和甲基硒代半胱氨酸(SeMeSeCys)。外源硒的形态和代谢方式决定了硒在植株体内的形态、转移和分布[67,68]。硒酸盐进入植物体内立即传递到木质部多以硒酸根的形式储存，而亚硒酸盐在根中迅速转化为有机硒化合物[40]。如西芹、灯笼草、蒲公英施加硒酸盐后其体内主要硒形态为硒酸根[69]。如小麦的根系吸收亚硒酸钠后，大部分的硒积累在根部，主要是在根部代谢转化为SeMet、SeOMet、MeSeCys等有机态，而籽粒中以SeMet居多，其次是硒甲基化半胱氨酸和少量的硒代半胱氨酸[45]。通过对香葱施加硒酸盐、亚硒酸盐和有机硒硒代蛋氨酸检测硒形态的分布得出，外源硒为硒酸盐时，
第1章文献综述-12-三烯C4的生物合成、抗氧化等方面发挥重要作用。此外，由于GSTs的高水溶性、在细胞内的丰富性和结合特性，GSTs参与了一系列结构多样的疏水性配体的细胞内运输和储存，如血红素、胆红素、激素、类黄酮、脂肪酸和外源物质[99]。GSTs的催化机制可分为三个步骤(如图1-4)，即第一步GSH去质子化，亲和攻击亲电子底物，在位置1的广义碱（Tyr6(μ)、Tyr7(π)或Tyr8(α)的-OH）能提高GSH与底物的亲和能力，并与其巯基形成氢键[93]。第二步，位置2处带正电的基团催化离去基团的离去，速度较快[100]。对GSH和底物之间的催化反应一般是依序形成酶-GSH-亲电子底物三元复合物，GSTsC-末端对于活性不是必需的[100]。图1-4GSTs的催化机制Fig1-4CatalyticmechanismofGSTs研究发现药用野生稻的GST基因对抵御低温胁迫、稻瘟病菌，重金属、干旱和高盐等有重要作用，小麦中的GSTF6基因可增强植株的干旱抗性，拟南芥GST家族中多个GST受到SA和真菌激发，几丁质被诱导表达，说明这些基因可能参与了植物的抗病响应[92]。不同种类的GST，位于氨基酸残端的G位点的功能以及形成的H位点均不同。由于H位点结构影响GST底物的特性，使得GST超家族能催化许多不同结构化合物反应[92]，研究发现植物体内GST催化花青素与GSH结合，然后在转运酶的作用下转运到液泡中或者排除体外，从而降低花青素对自身的毒害[101]。刘海峰、王军等通过克隆山葡萄中的谷胱甘肽S-转移酶基因(VAmGST4)，并通过半定量表达分析该基因的表达与花色苷的生物合成密切相关[102]。植物GSTs的“原始”功能很差，因为GSH结合的内源性植物底
本文编号：3365244
【文章来源】：湖北民族大学湖北省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
壶瓶碎米荠Figure1-1.Cardaminehupingshanensis
第1章文献综述-7-65]，还可以利用改变泛素-蛋白酶途径，修正蛋白质的错误折叠，对异型蛋白水解，从而除去硒毒性，使得植物能耐受更高浓度的硒[57]。图1-2植物硒代谢概要图[25]Figure1-2.SchematicoverviewofSemetabolisminplants1.3.3硒在植物中的贮藏方式及形态硒最常见的价态有-2、0、2、4和6。硒对植物的主要有效形式是无机的，即亚硒酸盐(SeIV）和硒酸盐(SeVI)[64]。有机硒主要以硒蛋白、硒多糖及硒核酸为主，还有少量的硒代氨基酸及其衍生物，占总量的80%[66]。人类已经发现不同的植物种类积累了许多含硒的代谢物：硒代甲硫氨酸(SeMet)、硒代半胱氨酸(SeCys)、甲基硒代半胱氨酸(SeMeSeCys)、硒代胱氨酸、谷氧酰基硒甲基硒代半胱氨酸、硒乙酰胆碱等等(如图1-3)。但是植物内最常见的是硒代甲硫氨酸(SeMet)、硒代半胱氨酸(SeCys)和甲基硒代半胱氨酸(SeMeSeCys)。外源硒的形态和代谢方式决定了硒在植株体内的形态、转移和分布[67,68]。硒酸盐进入植物体内立即传递到木质部多以硒酸根的形式储存，而亚硒酸盐在根中迅速转化为有机硒化合物[40]。如西芹、灯笼草、蒲公英施加硒酸盐后其体内主要硒形态为硒酸根[69]。如小麦的根系吸收亚硒酸钠后，大部分的硒积累在根部，主要是在根部代谢转化为SeMet、SeOMet、MeSeCys等有机态，而籽粒中以SeMet居多，其次是硒甲基化半胱氨酸和少量的硒代半胱氨酸[45]。通过对香葱施加硒酸盐、亚硒酸盐和有机硒硒代蛋氨酸检测硒形态的分布得出，外源硒为硒酸盐时，
第1章文献综述-12-三烯C4的生物合成、抗氧化等方面发挥重要作用。此外，由于GSTs的高水溶性、在细胞内的丰富性和结合特性，GSTs参与了一系列结构多样的疏水性配体的细胞内运输和储存，如血红素、胆红素、激素、类黄酮、脂肪酸和外源物质[99]。GSTs的催化机制可分为三个步骤(如图1-4)，即第一步GSH去质子化，亲和攻击亲电子底物，在位置1的广义碱（Tyr6(μ)、Tyr7(π)或Tyr8(α)的-OH）能提高GSH与底物的亲和能力，并与其巯基形成氢键[93]。第二步，位置2处带正电的基团催化离去基团的离去，速度较快[100]。对GSH和底物之间的催化反应一般是依序形成酶-GSH-亲电子底物三元复合物，GSTsC-末端对于活性不是必需的[100]。图1-4GSTs的催化机制Fig1-4CatalyticmechanismofGSTs研究发现药用野生稻的GST基因对抵御低温胁迫、稻瘟病菌，重金属、干旱和高盐等有重要作用，小麦中的GSTF6基因可增强植株的干旱抗性，拟南芥GST家族中多个GST受到SA和真菌激发，几丁质被诱导表达，说明这些基因可能参与了植物的抗病响应[92]。不同种类的GST，位于氨基酸残端的G位点的功能以及形成的H位点均不同。由于H位点结构影响GST底物的特性，使得GST超家族能催化许多不同结构化合物反应[92]，研究发现植物体内GST催化花青素与GSH结合，然后在转运酶的作用下转运到液泡中或者排除体外，从而降低花青素对自身的毒害[101]。刘海峰、王军等通过克隆山葡萄中的谷胱甘肽S-转移酶基因(VAmGST4)，并通过半定量表达分析该基因的表达与花色苷的生物合成密切相关[102]。植物GSTs的“原始”功能很差，因为GSH结合的内源性植物底
本文编号：3365244
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3365244.html
最近更新
教材专著
