雷公藤跨膜转运蛋白TwMATE2、TwMATE3克隆与表达分析

发布时间：2022-01-08 17:04

　　雷公藤（Tripterygium wilfordii Hook.f.）是一种重要的天然药物资源,从雷公藤植株提取分离所得到的倍半萜生物碱具有良好的医药和农用活性,经济价值大。但雷公藤次生代谢物含量低,提取分离困难,化学合成方法成本高难度大,严重制约着雷公藤植物资源的开发利用。利用代谢工程对植物代谢途径进行调控是提高次生代谢物产量的方法之一。MATE（Multidrug and Toxic compound Extrusion）蛋白是一类重要的跨膜转运蛋白,参与次生代谢物质转运等过程,因此我们对与次生代谢物转运相关的MATE转运蛋白基因进行克隆、定位与功能研究,为了解雷公藤倍半萜生物碱的跨膜转运原理、提高活性物质含量及简化后续分离操作奠定基础。目前所得研究结果如下:1.克隆了2个雷公藤MATE蛋白基因,TwMATE2开放阅读框1473 bp,编码490个氨基酸;TwMATE3开放阅读框为1518 bp,编码505个氨基酸。生物信息学分析表明TwMATE2蛋白分子量约为53.9 k Da;TwMATE3的蛋白分子质量54.5 k Da,均为不稳定疏水蛋白,二级结构中具有12个跨膜螺旋。荧光... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

植物中MATE基因表达的组织特异性和生理作用图（Takanashietal.2014）

西北农林科技大学硕士学位论文30对TwMATE蛋白进行理化性质分析，结果见表3-1。2个MATE基因编码的蛋白均为疏水性、不稳定蛋白。表3-1MATE蛋白理化性质Table2-7PhysicalandchemicalpropertiesofMATEprotein蛋白Protein氨基酸Aminoacid分子质量MolecularWeight分子式Molecularformula等电点Isoelectricpoint不稳定系数Instabilitycoefficient亲水性系数HydrophiliccoefficientTwMATE249053963.86C2523H3952N604O665S188.5728.170.708TwMATE350554592.17C2535H3960N614O684S197.5338.190.708对TwMATE2、TwMATE3编码的蛋白质二级结构进行预测（表3-2），两个蛋白的二级结构均以α-螺旋为主，其次占比最高的是无规则卷曲。表3-2MATE蛋白二级结构预测Table2-8SecondarystructurepredictionofMATEprotein蛋白Proteinα-螺旋（%）α-helix延伸链（%)Extendedstrandβ-转角（%）β-turn无规则卷曲（%）RandomcoilTwMATE262.8614.293.8818.98TwMATE361.5812.873.1722.38蛋白质跨膜结构分析则表明两个MATE蛋白均有12个跨膜区域（图3-3、3-4）。图3-3TwMATE2蛋白跨膜结构预测红色线部分为出现跨膜结构域的位置，下同Figure3-3PredictionofthetransmembraneregionsofTwMATE2proteinTheredpartofthegraphisthetransmembranedomain;Thesamebelow

第三章结果与分析31图3-4TwMATE3蛋白跨膜结构预测Figure3-4PredictionofthetransmembraneregionsofTwMATE3protein3.2.2进化树与同源性分析MATE转运蛋白在不同的植物体内具有不同的功能。转运底物有黄连素、花青素、烟碱和柠檬酸盐等次生代谢物质。将其他物种与雷公藤的MATE基因所编码的氨基酸序列构建进化树（图3-5），并进行比对分析（图3-6、3-7）。可以看出，TwMATE2与CjMATE1、NtJAT2亲缘关系最近；TwMATE3与NtMATE1、NtMATE2位于同一进化分支上。氨基酸序列多重比对显示雷公藤MATE基因编码的氨基酸与其同一进化分支上的其他植物MATE基因编码的氨基酸具有很高的序列相似性，达到了60%。生物信息学分析结果表明，筛选到的两个基因是雷公藤MATE基因。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]雷公藤次碱对东方粘虫肌肉组织的影响及其分子靶标研究[D]. 马树杰.西北农林科技大学 2018
[2]基于离体培养体系的雷公藤活性次生代谢物生物合成研究[D]. 缪国鹏.西北农林科技大学 2014

硕士论文
[1]利用RNAi技术研究HMGR和DXR基因对雷公藤萜类物质生物合成的调控作用[D]. 张斌.西北农林科技大学 2015



本文编号：3576941