海带PEPC功能区的原核重组表达及功能鉴定

与其他大型海藻一样,海带同样具备无机碳浓缩机制(CCM),以实现高光合作用效率和生产力。胞质磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)被认为是海带CCM的重要组件,但目前尚没有关于海带胞质PEPC相关研究报道。本研究自海带配子体全长转录组数据库中筛选到一条可能位于细胞质的PEPC编码基因的cDNA全长序列。通过RT-PCR方法验证,获得SjPEPC基因的cDNA全长,为3503 bp,包含2850 bp的完整开放阅读框、50 bp的5'-UTR和603 bp的3'-UTR。SjPEPC编码一个含949个氨基酸残基的蛋白,相对分子质量为104.91 ku,等电点为7.31。多序列比对显示PEPC的功能位点在不同物种中高度保守,系统演化及序列结构分析表明SjPEPC属于细菌型的PEPC。选取编码SjPEPC功能区的核苷酸序列,利用同源重组技术构建了pET32a-SjPEPC原核表达载体,经过诱导和纯化,得到了分子质量大小为86.3 ku的重组蛋白(rSjPEPC),酶活性测定结果显示,rSjPEPC具有催化PEP发生羧化的活性,比活力为(9.37±0.46)U/mg prot。研究表明,PEPC在海带无机碳储存中可能具有重要功能。本研究可为进一步解析海带CCM提供了分子和生物化学证据。