家蚕磷酸吡哆醇氧化酶cDNA克隆、鉴定及基因结构分析

【目的】了解家蚕维生素B6关键代谢酶磷酸吡哆醇氧化酶(PNPO)的基因结构。【方法】利用生物信息学原理和PCR方法,克隆出编码家蚕(Bombyx mori)PNPO的cDNA(GenBank登录号:DQ452398);采用T7启动子/T7RNA聚合酶原核表达系统对cDNA进行体外表达,并通过酶活检测进行表达产物的功能鉴定;依据家蚕基因组数据库信息和得到的cDNA,对家蚕PNPO基因结构进行分析。【结果】克隆到的cDNA含有771bp的完整可读框,编码一条分子量为29.86kD、含257个氨基酸残基的蛋白质。序列比对显示此蛋白质与人类PNPO具有51.44%的同源性,包含PNPO家族共有的保守序列,但在人和大肠杆菌PNPO中具有重要作用的几个氨基酸残基在此蛋白质中被替换。在以磷酸吡哆醇(PNP)为底物时,表达产物Pro-PNPO的酶活力约为17nmol·min-1·mg-1。家蚕PNPO基因包含5个外显子和4个内含子,跨越3.5kbDNA序列,所有外显子/内含子交接点都遵从gt/ag剪接规则,基因的5’端启动子调控区发现有TATA-box和CAAT-box保守基序。【结论】获得家蚕PNPO基因,可利用该基因在分子水平上研究家蚕的VB6代谢特征,弄清PNPO家族的特征及其在生物进化过程中的演变规律。

磷酸吡哆醛补救途径两个关键酶的研究进展

维生素B_6(VB_6)包括6个可相互转换的吡啶衍生物。其中,磷酸吡哆醛(PLP)作为140多种细胞酶的辅酶,在生物体内发挥重要作用。动物从食物中获得VB_6,通过由吡哆醛激酶和磷酸吡哆醇氧化酶构成的补救途径合成PLP。PLP依赖酶的正常功能乃至人体最佳健康状态,依赖于细胞中PLP的平衡供给。然而,就PLP的动态平衡和调节机制以及PLP合成后的转移机制而言,目前还知之甚少,是一个富有挑战性的研究领域。为此,综述PLP补救途径两个关键酶的研究进展。

家蚕磷酸吡哆醇氧化酶在E.coli中的表达及酶学特征研究

磷酸吡哆醇氧化酶(pyridoxine-5′-phosphate oxidase,PNPO)是维生素B6(VB6)代谢的关键酶。采用重组质粒pET32a(+)-PNPO原核表达家蚕(Bombyx mori)PNPO,经Ni2+亲和层析纯化后对其基本酶学性质进行分析。结果表明,纯化后的家蚕重组PNPO经SDS-PAGE鉴定为单一条带,比活力为529.81nmol/(min·mg)蛋白,纯化倍数为7.1倍;该酶的最适反应温度为40℃,在50℃以下稳定;在pH8.0～9.0之间酶活力最高,pH6.0～10.0之间活力保持稳定。该结果有助于进一步开展家蚕PNPO的催化作用和表达调控机制的研究。

外源激素处理后家蚕吡哆醛激酶和磷酸吡哆醇氧化酶转录水平的变化

【目的】研究家蚕Bombyx mori经蜕皮激素（20-hydroxyecdysone,20-E）和保幼激素类似物（juvenile hormone analogue,JHA）处理后引起吡哆醛激酶（pyridoxal kinase,PLK）和磷酸吡哆醇氧化酶（pyridoxine-5＇-phosphate oxidase,PNPO）的转录水平变化,为进一步研究激素对蚕体营养代谢等工作奠定基础。【方法】以20-E和JHA分别喂食不同发育时期（5龄第1,3和5天）的家蚕幼虫,以喂食蒸馏水的家蚕为对照,采用实时荧光定量PCR（realtime quantitative PCR）方法在处理后24和48 h对各组幼虫后部丝腺中PLP合成酶PLK和PNPO的转录水平进行分析。【结果】5龄第1天幼虫经20-E处理24和48 h后,PLK和PNPO的转录水平出现上调且与对照的差异达到极显著（P〈0.01）;5龄第3天幼虫经20-E处理,PLK的转录水平在48 h出现下调且与对照的差异达到显著（P〈0.05）,PNPO的转录水平在24和48 h均出现上调且与对照的差异达到极显著（P〈0.01）;5龄第5天幼虫经20-E处理后PLK和PNPO的转录水平无变化。5龄第1天幼虫经JHA处理后PLK和PNPO的转录水平未受到影响;5龄第3天幼虫经JHA处理后,PLK的转录水平在48 h出现显著下调且与对照的差异达到显著（P〈0.05）,PNPO的转录水平在24和48 h后均出现显著下调且与对照的差异达到极显著（P〈0.05）;5龄第5天幼虫经JHA处理24和48 h后,PLK和PNPO的转录水平出现下调且与对照的差异达到极显著（P〈0.01）。【结论】20-E和JHA显著影响家蚕5龄幼虫PLK和PNPO的转录水平,20-E提高5龄前期家蚕PLK和PNPO的转录水平,JHA降低5龄后期它们的转录水平,为深入研究激素对VB_6的调控奠定基础。

家蚕磷酸吡哆醇氧化酶基因的表达谱分析

【目的】了解家蚕Bombyx mori维生素B6关键代谢酶磷酸吡哆醇氧化酶(pyridoxine-5'-phosphate oxidase,PNPO)基因在家蚕不同发育阶段及5龄幼虫不同组织中的表达差异。【方法】将家蚕PNPO基因的重组表达质粒pET-22b(+)-PNPO转化入大肠杆菌Escherichia coli Rosetta中诱导表达,纯化蛋白制备多克隆抗体。分别采用荧光定量PCR和Western blot方法对家蚕PNPO基因进行了转录水平和翻译水平的表达分析。【结果】在家蚕发育水平上,5龄幼虫的PNPO翻译量为最高。PNPO基因在5龄幼虫各组织中的转录水平由高到低依次为精巢、头、中肠、马氏管、卵巢、表皮、脂肪体、丝腺;翻译量也以精巢为最高,其次是头、中肠和马氏管。【结论】明确了PNPO在家蚕各发育阶段及5龄幼虫各组织中的表达情况。

茶树鲜叶中维生素B_6代谢酶PNPO的活性分析

采用液氮研磨、Tris-HCl+KPO4缓冲液(pH8.5)浸提法和硫酸铵沉淀法从茶树鲜叶中提取磷酸吡哆醇氧化酶(PNPO)粗酶液,并通过苯肼法研究其酶学性质。结果表明,以磷酸吡哆胺(PMP)为底物,PNPO催化反应的最佳时间为30min,最适温度为50℃,最适pH6.5。在pH6.0~9.0,温度10~40℃的条件下,此酶稳定。在最适条件下测得反应底物PMP的Km值为2.34mmol/L。

家蚕磷酸吡哆醇氧化酶的体外定点突变及其活性鉴定

【目的】研究家蚕Bombyx mori磷酸吡哆醇氧化酶(pyridoxine5'-phosphate oxidase,PNPO)个别保守氨基酸残基对PNPO酶活性的影响。【方法】用重叠延伸法把氨基酸残基Lys111(AAA)突变为Glu(GAA),Ser160(AGC)定点突变为Ala(GCC);构建重组表达载体,在大肠杆菌Escherichia coli Rosetta中诱导表达,经亲和纯化后进行酶活鉴定。【结果】重组蛋白的分子量约为45.0kDa。体外酶活分析发现,家蚕氨基酸残基Lys111突变体K111E活性降低了约78.0%,Ser160突变体S160A的活性降低了67.4%。【结论】结果提示氨基酸残基Lys111和Ser160对维持家蚕PNPO的酶活性有重要作用。本研究明确了家蚕磷酸吡哆醇氧化酶个别保守氨基酸残基的酶学功能。