黄花蒿羟甲基丁烯基-4-磷酸还原酶基因克隆与功能研究

发布时间：2017-09-06 11:41

  本文关键词：黄花蒿羟甲基丁烯基-4-磷酸还原酶基因克隆与功能研究

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【摘要】：青蒿素是治疗疟疾的首选药物,定位于质体的MEP途径可为青蒿素在内的萜类物质的合成提供基本前体。羟甲基丁烯基-4-磷酸还原酶[hydroxy-2-methyl-2-(E)-butenyl 4-diphosphate reductase,HDR]是MEP途径最后一个酶,催化HMBPP生成IPP和IPP的同分异构体DMAPP。本文克隆了黄花蒿HDR基因(Aa HDR2)并进行了相关功能研究。通过对Aa HDR2基因(Gen Bank:KX058541)和已报道的Aa HDR1基因(Gen Bank:ADC84348.1)表达分析结果表明:Aa HDR1和Aa HDR2在黄花蒿腺体中表达量均远高于在根、茎、叶和花中的表达量,而且Aa HDR2在花中的表达量要明显高于叶中;Me JA和ABA能够大幅度上调Aa HDR1和Aa HDR2的表达,而GA3仅能大幅度上调Aa HDR2的表达。据Aa HDR1和Aa HDR2的表达分析表明,Aa HDR2对青蒿素在内的萜类物质的生物合成贡献更大,因此用Aa HDR2进行后续的实验研究。生物信息学分析表明,Aa HDR2属于HDR家族,进一步采用功能互补在E.coli突变体MG1655araHDR中证明Aa HDR2编码蛋白质的确具有HDR的功能。Aa HDR2亚细胞定位结果显示:Aa HDR2融合GFP蛋白特异性定位于叶绿体中,符合MEP途径定位于质体的事实。采用转基因技术在拟南芥中过表达Aa HDR2能显著性提高叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量。因此,本文所克隆的Aa HDR2是利用代谢工程技术提高萜类物质生物合成能力的一个候选基因。
【作者单位】： 西南大学生命科学学院三峡库区生态环境教育部重点实验室;西南大学-西藏农牧学院药用植物联合研发中心;西南大学药学院;西藏农牧学院药用植物研究中心;
【关键词】： 黄花蒿 羟甲基丁烯基--磷酸还原酶 功能互补 基因表达 亚细胞定位 过表达
【基金】：国家“863”计划资助项目(2011AA100605) 国家自然科学基金资助项目(31070266) 教育部新世纪人才支持计划资助项目(NCET-12-0930) 西南大学中央高校基本科研业务费专项资助项目(XDJK2013A024)
【分类号】：S567.219;Q943.2
【正文快照】： (1.Key Laboratory of Eco-environments in Three Gorges Reservoir Region(Ministry of Education),School of Life Sciences,Southwest University,Chongqing 400715,China;2.SWU-TAAHC Medicinal Plant RD Centre,Chongqing 400715,China;3.College of Pharmaceutical Sc

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