板栗PPO基因克隆及生物信息学分析

发布时间：2024-12-19 02:08

　　 【目的】研究PPO基因在栗仁受热褐变物质代谢中的生理功能。【方法】在对板栗果实转录组测序的基础上,获得1条PPO unigenes,克隆并对其进行生物信息学分析。【结果】克隆PPO基因完整开放阅读框1794 bp,命名为CmPPO,编码597个氨基酸,属于络氨酸酶基因家族蛋白,包含络氨酸普通中心区域和多酚氧化酶中间保守域。CmPPO编码的多酚氧化酶属于亲水性蛋白质,相对分子量66 335.38,理论等电点(pI)6.45,属于酸性蛋白,不存在跨膜区,不属于膜结合蛋白。CmPPO蛋白酶的二级结构α-螺旋比例21.22%,无规则卷曲59.13%,延伸主链15.91%,β-转角3.85%。三级空间结构模型分析与蔷薇科苹果络氨酸酶结构(MdPPO1)有72.75%的序列一致度,53%的序列相似度,氨基酸序列一致性达到68.43%,推测它们具有类似功能。通过qRT-PCR验证,CmPPO基因在板栗不同品种、果实不同组织中表达差异与果实褐变度不一致,在弱褐变品种中表达却最高。【结论】褐变不是单基因控制,而是多基因、多种代谢途径共同参与作用的结果。

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【部分图文】：

图7 PPO基因在板栗不同品种、不同组织中表达分析

图6PPO基因系统发育树3讨论

图1 CmPPO基因cDNA序列及编码氨基酸

蛋白质二级结构是指蛋白质多肽链氨基酸残基借助氢键折叠和盘绕形成的α-螺旋、β-折叠、无规则卷曲以及模体等组件,其中,α-螺旋和β-折叠是最常见的蛋白质二级结构[21]。无规则卷曲和α-螺旋是板栗仁PPO蛋白二级结构的主要结构元件,其次是β-折叠和β-转角。CmPPO二级结构SOP....

图2 CmPPO编码氨基酸保守性分析

图1CmPPO基因cDNA序列及编码氨基酸应用在线三级结构预测软件Swiss-Model(https://swissmodel.expasy.org/),选取其自动建模功能对板栗CmPPO蛋白质的空间结构模型进行同源建模分析(图5),结果发现与苹果络氨酸酶结构(MdPPO1)....

图3 蛋白亲疏水性分析

板栗CmPPO基因编码的氨基酸序列与其他物种PPO基因编码的氨基酸序列进行Blast比对,发现CmPPO氨基酸序列与其他已知的9种植物的PPO氨基酸序列一致性在41.13%～68.43%(表1),其中与蔷薇科苹果PPO氨基酸序列一致性达到68.43%,与菠菜PPO氨基酸序....

本文编号：4017485