印度紫檀DXS基因的克隆及表达分析

发布时间：2021-03-21 16:47

　　为了探讨印度紫檀（Pterocarpus indicus）萜类化合物的生物合成,本研究通过对合成萜类物质的MEP途径的第一个限速酶（1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶, DXS）基因进行克隆,获得了印度紫檀DXS的全长cDNA PiDXS基因（NCBI登录号:MK959226）,并对其进行生物信息学和组织表达特异性分析。结果显示:PiDXS基因cDNA开放阅读框长2 025 bp,编码674个氨基酸,Blast比对发现,PiDXS具有一个二磷酸硫胺结合位点和一个转酮醇酶结构域;系统进化分析显示,PiDXS基因与大豆DXS和狭叶羽扇豆DXS聚为一类;组织表达特异分析结果显示PiDXS在茎、叶、树皮和根中均能表达,主要在幼嫩的组织中表达。研究结果为确定印度紫檀中DXS的基因功能以及揭示印度紫檀萜类化合物的生物合成提供了基础。 

【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(24)北大核心CSCD

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【部分图文】：

印度紫檀PiD XS基因克隆

印度紫檀的DXS基因编码674个氨基酸。印度紫檀1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶氨基酸序列与相思子(Abrus precatorius,XP＿027364521)、密花豆(Spatholobus suberectus,TKY58735)、刺毛黧豆(Mucuna pruriens,RDX96530)、大豆(Glycine max,XP＿003530-591) 4个物种的DXS氨基酸序列进行比对分析，结果表明Pi DXS蛋白包含一个转酮醇酶结构域AGLVG(X)DGPTHCGAFDITYM(X)CLPNMVVMAP-SD (图2)和一个二磷酸硫胺结合位点GDGA(X)TAG-QAYEA(X)NNAGFLD(X)N(X)IV(X)LNDN (图2)。1.4 印度紫檀DXS系统进化树分析

印度紫檀具有重要的药用价值，如抗菌药物的开发，萜类化合物在其抗菌作用中起关键作用(Ragasa et al.,2005)。萜类物质是自然界中一类由异戊二烯为结构单元组成的化合物的统称，多数萜类化合物具有重要的药用活性，如抗肿瘤的紫杉醇(王辉等,2018)、抗心血管疾病的银杏內脂(陈称等,2019)、抗疟药青蒿素(刘万宏,2016,重庆大学,pp.1-8)。印度紫檀中提取的萜类化合物有单萜化合物和二萜化合物，它们主要在植物的抗菌代谢中产生作用。单萜和二萜化合物的合成途径为MEP途径，MEP途径的第一个限速酶为DXS，研究表明，DXS基因的表达与萜类化合物的合成有密切联系，过量表达DXS基因会提高宿主植物中萜类化合物的含量(Enfissi et al.,2005;Peebles et al.,2011)。因此，DXS基因的过量表达可能影响到印度紫檀中起抗菌作用的萜类化合物的合成，研究DXS对印度紫檀抗菌作用以及抗菌药物的开发具有极其重要的意义。图4 印度紫檀DXS基因表达谱分析

【参考文献】：
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本文编号：3093209