发菜β-酮脂酰ACP合成酶Ⅱ(FabF)的基因克隆表达与生物信息学分析

FabF基因编码的β-酮脂酰ACP合成酶Ⅱ是脂肪酸合成循环反应中的关键酶之一。为了解发菜Fab F分子信息,本研究通过设计特异性引物克隆发菜Fab F基因,对Fab F的核苷酸序列及推译的氨基酸序列进行生物信息学分析并进行原核表达。结果表明:①发菜Fab F全长为1251 bp(Gen Bank的登录号为KX421859),氨基酸序列中包含Thr磷酸化位点11个、Tyr磷酸化位点7个、Ser磷酸化位点15个;第72位的赖氨酸(Lys)亲水性最强,第358位的缬氨酸(Val)疏水性最强。②二级结构和三级结构预测结果表明Fab F蛋白主要是由随机卷曲、α螺旋、β折叠和β转角构成。③将Fab F基因在大肠杆菌中表达,得到一个43.9 k D的外源蛋白,对此蛋白进行MALDI-TOF/TOF-MS鉴定,证明该蛋白为Fab F蛋白。研究结果为进一步探索发菜Fab F基因的功能及其在逆境条件下的表达调控和脂肪酸合成途径奠定了基础。

五个3-酮脂酰ACP合成酶同源蛋白的功能鉴定

大肠杆菌的FabB和FabF均具有长链3-酮基脂酰ACP合成酶活性.除参与长链饱和脂酰链的延伸外,FabB还是合成不饱和脂肪酸的关键酶之一,参与不饱和脂酰ACP的从头合成,最终生成顺-9-十六烯脂酰ACP.而FabF只能将顺-9-十六烯脂酰ACP延伸为顺-11-十八烯脂酰ACP,不参与不饱和脂酰ACP的从头合成.有研究表明,粪肠球菌、乳酸乳球菌、丙酮丁醇梭菌和茄科雷尔氏菌等细菌的FabF同源蛋白,具有类似大肠杆菌FabB和FabF的双功能.为证实该现象是否普遍存在,本研究选取了枯草芽孢杆菌BsfabF、中华苜蓿根瘤菌SmfabF、霍乱弧菌VcfabF、铜绿假单胞菌PafabF1和PafabF2 5个同源基因进行功能鉴定,体外酶学分析表明,5个FabF同源蛋白均具有长链3-酮基脂酰ACP合成酶活性,异体互补大肠杆菌CL28的脂肪酸组分分析显示,SmfabF、VcfabF、PafabF1和PafabF2具有3-酮脂酰ACP合成酶Ⅱ(FabF)活性,遗传互补大肠杆菌温度敏感突变株CY242和CY244的研究显示,仅有PafabF2编码的蛋白拥有3-酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB)活性,能互补大肠杆菌fabB的突变.这表明不是所有的FabF同源蛋白均具有3-酮脂酰ACP合成酶Ⅰ和Ⅱ的双重活性.

粪肠球菌(Enterococcus faecalis)β酮脂酰ACP合成酶Ⅱ同源蛋白功能分析

FabB和FabF是大肠杆菌(Escherichia.coli)脂肪酸合成的关键酶.生物信息学分析显示,粪肠球菌基因组中有2个与大肠杆菌fabF同源的基因:fabF1和fabF2,缺少与fabB同源的基因.用粪肠球菌(Enterococcus faecalis)V583总DNA为模板,PCR扩增fabF1和fabF2基因,以pBAD24为载体,构建了重组质粒pHW13(fabF1)和pHW14(fabF2).体内体外研究显示:fabF1基因能互补大肠杆菌fabB突变,FabF1具有β酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB)活性;fabF2能互补大肠杆菌fabF突变,FabF2具有β酮脂酰ACP合成酶Ⅱ(FabF)活性.同时发现粪肠球菌FabF2不同于大肠杆菌FabF,它还拥有微弱β酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB)活性,可使大肠杆菌fabB突变株产生少量的不饱和脂肪酸.上述结果表明,FabF类酶(FabF like enzyme)同样可以具有β酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB)活性.

不同细菌来源的3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ生物学特性分析

3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ（FabH）是催化细菌脂肪酸合成的起始反应.研究表明,革兰氏阳性细菌FabH对支链脂酰-CoA前体的选择性是其合成支链脂肪酸的关键.但部分革兰氏阴性细菌也产生一定量的支链脂肪酸,其合成机制还不清楚.为此,本研究选取了革兰氏阳性细菌枯草芽孢杆菌BsfabH1和BsfabH2、金黄色葡萄球菌SafabH、天蓝色链霉菌ScofabH、革兰氏阴性细菌茄科雷尔氏菌RsfabH、大肠杆菌EcfabH,以及产支链脂肪酸的水稻黄单胞菌XoofabH,共7种fabH同源基因进行生物学特性分析.异体遗传互补茄科雷尔氏菌fabH突变株RsmH,表明这7个基因编码蛋白都具有3-酮脂酰ACP合成酶Ⅲ活性.脂肪酸组成分析显示,4个革兰氏阳性菌fabH和XoofabH互补株类似,均能产生支链脂肪酸,而EcfabH和RsfabH互补株不产生支链脂肪酸,说明XooFabH不同于EcFabH,参与支链脂肪酸合成.体外酶学分析表明,XooFabH与4种革兰氏阳性菌FabH类似,对支链脂酰-CoA有较高的选择,但EcFabH和RsFabH对支链前体活性低.与革兰氏阳性细菌FabH不同,XooFabH对中短链长（C4-C10）脂酰-CoA也具有较高的活性.综合以上结果,不同细菌来源FabH的生物学特性差异明显,FabH能利用支链前体是细菌合成支链脂肪酸的关键因素.

紫苏β-酮脂酰ACP合成酶基因家族生物信息学分析

紫苏作为一种新型油料作物,富含多种不饱和脂肪酸,其中,α-亚麻酸含量高达61.2%。β-酮脂酰ACP合成酶在植物脂肪酸合成中起着关键性作用。对紫苏β-酮脂酰ACP合成酶(KAS)基因家族及其编码蛋白进行了详细的生物信息学分析。结果表明,紫苏KAS家族蛋白中,KASⅡ基因编码的氨基酸数最多,KASⅢB最少,均为疏水性脂溶蛋白,无信号肽,推测该家族蛋白为非分泌型蛋白;家族蛋白都含有KAS保守结构域,属于cond-enzymes超蛋白家族,二级结构组成基本相同。系统进化树分析结果表明,紫苏KASⅠ与拟南芥KASⅠ、紫苏KASⅡ与油茶KASⅡ、紫苏KASⅢ与油茶KASⅢ亲缘关系最近,紫苏与油棕、油棕榈KAS酶家族亲缘关系较远。研究结果可为深入探究紫苏脂肪酸合成机制奠定理论基础。

野油菜黄单胞菌中长链3-酮脂酰ACP合成酶的鉴定

【目的】研究野油菜黄单胞菌Xanthomonas campestris 8004基因组中3个标注为3-酮脂酰ACP合成酶的基因Xcfab F1、Xcfab F2和Xcfab B在脂肪酸合成过程中的功能.【方法】将这3个基因分别克隆到表达载体p BAD24M,然后转化大肠埃希菌Escherichia coli的fab B和fab F温敏型突变株CY242和CY244,同时利用体外无细胞抽提物酶学分析Fab F1、Fab F2和Fab B蛋白活性.【结果和结论】Xcfab F1和Xcfab B基因分别能遗传互补大肠埃希菌fab F和fab B突变,而Xcfab F2基因则不能互补大肠埃希菌fab F或fab B突变.体外无细胞抽提物酶学分析表明Fab F1和Fab B都能完成辛脂酰-ACP的延伸,但Fab F2则不能完成该酶促反应.Xcfab B基因编码3-酮脂酰ACP合成酶I,Xcfab F1基因编码3-酮脂酰ACP合成酶II,而fab F2基因不参与中长链脂肪酸的合成.

油桐β-酮脂酰-CoA合成酶(KCS)基因的克隆与序列分析

为给油桐β-酮脂酰-CoA合成酶基因(KCS)结构和功能的研究提供参考,以油桐种子为材料,根据油桐转录组测序分析结果设计引物,利用RT-PCR技术克隆KCS基因,并进行了序列分析。获得了1条KCS基因的全长cDNA,命名为Vf_KCS。KCS基因的CDS长度为1 338 bp,编码446个氨基酸。该基因编码的蛋白质具有3个酶活性位点、6个产物结合位点、5个丙二酰-CoA结合位点和多个二聚体形成位点;Vf_KCS有2个明显的跨膜螺旋拓扑结构和3个疑似跨膜螺旋拓扑结构;二级结构主要由α-螺旋、β-折叠和不规则卷曲构成,该蛋白为亲水性蛋白。Vf_KCS编码的氨基酸序列与其它物种的KCS氨基酸序列具有较高的相似性,其中与葡萄的KCS基因相似度最高达89.69%,与其它植物的KCS基因所编码的氨基酸同源性大多在80%以上。进化树分析结果表明,Vf_KCS与拟南芥亲缘关系最为接近。预测分析结果表明,该酶有高度保守的催化区域。

刺齿报春苣苔酮脂酰-辅酶A合成酶基因的鉴定及序列分析

【目的】为进一步探讨刺齿报春苣苔酮脂酰-辅酶A合成酶基因的分子结构和功能,并为刺齿报春苣苔适应极端干旱环境提供分子依据。【方法】总RNA的提取采用改良Trizol法,通过转录组测序获得与刺齿报春苣苔( Primulina spinulosa )抗旱及应对生物胁迫反应有关的基因:酮脂酰-辅酶A合成酶基因,并运用DNAman、Finder、TMPRED、SWISS-MODEL、NetPhos2.0、SignaIP4.1等软件对序列的开放阅读框(ORF)、编码氨基酸、编码蛋白质等理化特性进行分析,并构建系统发育树。【结果】序列分析结果表明,该基因全长1 935 bp(GenBank登录号为MH543314),开放阅读框(ORF)为1 599 bp,共编码532个氨基酸,编码蛋白质的分子量为59.82 kDa,理论等电点(pI)为9.16,为亲水性蛋白,含7个跨膜区,30个可能的磷酸化位点,1个与查尔酮合成酶家族蛋白相同的保守结构域;它与同科旋蒴苣苔( Dorcoceras hygrometricum, KZV37788)的同源性高达92%,两者在系统进化树上聚为一支。【结论】酮脂酰-辅酶A合成酶基因与刺齿报春苣苔叶表面的蜡质合成有关,对植物的抗旱及应对生物胁迫发挥重要调控作用。

恶臭假单胞菌中3-酮脂酰ACP还原酶FabG5是脂肪酸合成关键酶

3-酮脂酰ACP还原酶(FabG)催化脂肪酸合成中的第一步还原反应,是细菌生长的关键酶之一.恶臭假单胞菌在环境污染治理和工业聚羟基脂肪酸(PHA)的生产中,都具有重要的应用价值.生物信息学分析显示,恶臭假单胞菌基因组编码6个FabG同源蛋白质,与大肠杆菌FabG相比较,PpFabG5序列相似性最高(76.5%),其他几个PpFabG也都具有较高的序列相似性(约50%).除PpFabG4之外,其他的同源蛋白质都具有催化活性位点和N端辅因子结合位点.为研究恶臭假单胞菌中这6个FabG同源蛋白质的生物学功能,本文进行了异体遗传互补、体外酶学活性分析、体内基因敲除与突变株性状分析等研究.结果显示,只有PpfabG1、PpfabG3、PpfabG5能恢复大肠杆菌fabG温度敏感突变株CL104在42℃时生长,其中PpfabG1互补株生长较弱.而在体外活性检测中,PpFabG1、PpFabG3和PpFabG5在脂肪酸合成起始反应和延伸反应中都具有催化活性,但PpFabG1活性较弱,PpFabG6仅在起始反应中具有催化活性. PpfabG5是恶臭假单胞菌生长的必需基因,不能被敲除,而其他几个PpfabG基因敲除后不影响菌体的生长,突变株的脂肪酸组成与野生菌也无差异.但PpfabG1、PpfabG2敲除后菌体的运动性下降,PpfabG3、PpfabG6突变影响了生物被膜的合成量,而PpfabG4、PpfabG6敲除突变株对H2O2的耐受性增强,表明这些基因具有不同的生理功能,可能在菌体的不同逆境中发挥作用.

大肠杆菌3-酮基脂酰ACP还原酶110位天冬酰胺突变后的结构与功能

3-酮基脂酰ACP还原酶催化3-酮基脂酰ACP还原为3-羟基脂酰ACP,是细菌脂肪酸合成反应的关键酶之一.为了明确该酶中110位的保守天冬酰胺残基在酶催化活性和酶结构中的作用,本研究采用基因定点突变和蛋白质表达纯化技术,获得了大肠杆菌3-酮基脂酰ACP还原酶FabG的两个突变蛋白:FabG N110Q和FabG N110L.圆二色谱结果显示,天冬酰胺残基的突变改变了FabG的空间结构,使突变蛋白的α螺旋结构明显增加.以3-酮脂酰ACP为底物的酶活性测定表明,突变蛋白的酶活性均有下降,但残存的酶活性达到了FabG的75%以上.突变蛋白FabG N110Q和FabG N110L具有3-酮基脂酰ACP还原酶的活性,能在体外重建细菌脂肪酸合成反应.对fabG温度敏感突变株的遗传互补分析表明,FabG蛋白110位天冬酰胺突变为谷氨酰胺或亮氨酸后,在一定的条件下仍能互补大肠杆菌的生长.本研究结果提示,FabG 110位的天冬酰胺残基不是参与3-酮基脂酰ACP还原酶催化反应的必需氨基酸,它只是作为结构氨基酸,在维持FabG的空间结构的稳定性方面起作用.

利用脂肪酸合成酶为新靶点的筛选模型与platensimycin

本文概述了以β-酮脂酰-ACP合成酶(Fab)为靶点的新型抗生素的开发背景、筛选模型的构建以及最新筛选成果。并对一种很有希望用于临床的Fab抑制剂platensimycin进行了详细介绍。

天蓝色链霉菌中长链3-酮脂酰ACP合成酶的功能

【背景】链霉菌属于放线菌科,在土壤环境中广泛分布。链霉菌具有复杂的形态分化和多样性的次生代谢网络,能产生大量具有生物活性的次级代谢产物,被广泛深入研究。【目的】天蓝色链霉菌是链霉菌的模式菌株,其脂肪酸合成代谢与次级代谢联系紧密,但目前脂肪酸合成代谢途径还不清楚,其长链3-酮脂酰ACP合成酶还未见报道。【方法】利用大肠杆菌FabF序列进行同源比对,发现天蓝色链霉菌A3(2)的基因组中,SCO2390(ScoFabF1)、SCO1266(ScoFabF2)、SCO0548(ScoFabF3)和SCO5886 (ScoRedR)具有较高的相似性,并具有保守的Cys-His-His催化活性中心,可能具有长链3-酮脂酰ACP合成酶活性。采用PCR扩增方法分别获得以上基因,连入表达载体pBAD24M后分别互补大肠杆菌fabB(ts)突变株和fabB(ts)fabF双突变株,并检测转化子的生长情况。以上基因与pET-28b连接后,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,并利用Ni-NTA纯化获得蛋白,体外测定其催化活性。将以上基因分别互补大肠杆菌fabF突变株后,GC-MS测定互补株的脂肪酸组成。【结果】4个同源基因中,只有ScofabF1能恢复fabB(ts)fabF双突变株42°C时在添加油酸条件下的生长,其他3个基因均不能恢复生长。而这4个基因都不能恢复fabB(ts)突变株42°C时生长。体外活性测定ScoFabF1具有长链3-酮脂酰ACP合成酶活性,其他3个蛋白都不具有该活性。仅ScofabF1能显著提高大肠杆菌fabF突变株的顺-11-十八碳烯酸(C18:1)比例,其他3个基因都不具有该功能。【结论】天蓝色链霉菌中ScofabF1编码长链3-酮脂酰ACP合成酶II,在脂肪酸利用过程中发挥重要作用。天蓝色链霉菌中没有发现编码长链3-酮脂酰ACP合成酶I的基因,其可能通过其他途径合成少量的不饱和脂肪酸。以上研究结果为进一步研究天蓝色链霉菌中脂肪酸合成机制奠定了基础。

细菌3-酮脂酰ACP还原酶研究进展

3-酮脂酰ACP还原酶(FabG)在细菌中广泛存在并且十分保守,已经发现的所有FabG及其同系物都具有类似的催化活性中心序列,隶属于短链醇脱氢酶/还原酶(SDRs)超家族成员。它是Ⅱ型脂肪酸合成反应中的关键酶,将3-酮脂酰ACP还原为3-羟脂酰ACP多以NADPH作为辅酶。从搜集的文献来看,国内外针对不同细菌中3-酮脂酰ACP还原酶同系物的研究报道体现了其多样性的特点。但是,近年来,该方面的专题综述十分少见。本文主要对3-酮脂酰ACP还原酶的结构特征、在脂肪酸合成和其他方面的生物学功能,以及以该酶为作用靶点的抑菌剂等方面进行概述,以期为将来3-酮脂酰ACP还原酶的深入研究提供理论参考。

陆地棉KASⅡ酶蛋白结构分析

β-酮脂酰-ACP合成酶Ⅱ(KASⅡ)(EC:2.3.1.179)是控制植物细胞脂肪酸合成和16C与18C脂肪酸比值的关键酶,亦是植物油脂代谢修饰的分子靶标。应用基因组学分析工具从陆地棉(Gossypium hirsutum)基因组鉴定获得一个与已知KASⅡ高度同源的棉花KASⅡ基因GhKASⅡ,编码576个氨基酸肽链,其分子量为61.8 k Da,理论等电点为8.83。蛋白结构预测分析显示,GhKASⅡ蛋白为可溶性酶蛋白,具有质体转运肽,定位于质体中;GhKASⅡ蛋白二级结构主要形式为α-螺旋(32.99%)和无规则卷曲(36.63%)。3D结构模拟表明,GhKASⅡ蛋白为同源二聚体,由2个相同的亚基构成,空间构型为紧密的心形结构。蛋白序列多重比对发现,GhKASⅡ与雷蒙德氏棉、亚洲棉、可可树的KASⅡ蛋白亲缘关系较近,植物KASⅡ蛋白C端保守性高,N端变异大。GhKASⅡ蛋白保守的酶催化活性域位于318~334位(氨基酸残基),其关键酶活位点是位于327位的半胱氨酸。研究结果可为深入解析棉花等油料作物的脂肪酸生物合成机制及油脂遗传改良提供科学参考。

拟南芥KCS12基因的克隆及其对长链脂肪酸代谢调控功能的初步分析

本课题从拟南芥中克隆了超长链脂肪酸代谢相关的功能基因At KCS12,转入酵母(INVSC1)表达系统中表达,检测酵母细胞中脂肪酸组成。脂肪酸组成结果分析表明,At KCS12使酵母中棕榈酸(16∶0)和硬脂酸(18∶0)的相对含量显著增加了,十八烯酸(18∶1)的相对含量显著减少了。这些结果共同提示,At KCS12表达的蛋白不能利用酵母中的脂肪酸作为催化底物合成超长链脂肪酸,或者At KCS12蛋白无酶活性。

干旱胁迫对番茄叶片蜡质积累的影响

【目的】研究干旱胁迫对番茄叶片蜡质积累的影响,及蜡质含量与蜡质合成相关基因β-酮脂酰-辅酶A合成酶(SLCER6)表达的关系,为植物表皮蜡质抗旱研究提供理论依据。【方法】以番茄品种Micro-Tom为材料,在其花蕾期进行干旱胁迫后,当植株表现出明显缺水症状时分别采集第1叶位至第7叶位的叶片,以同期正常浇水番茄植株作为对照,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和气相色谱-火焰离子化检测仪(GC-FID),对7个叶位叶片的蜡质成分和含量进行检测,并通过扫描电镜观察叶片的表皮超微结构,同时用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析蜡质合成相关基因SLCER6的表达情况,最后对蜡质及其各成分含量与SLCER6基因表达量变化值之间的相关性进行了分析。【结果】(1)干旱胁迫后番茄叶片上、下表面超微结构与对照组基本一致,均没有蜡质晶体覆盖,且较为光滑,呈薄膜状结构,但皱褶明显减少,细胞凸起增多。(2)GC-MS和GC-FID分析表明,从对照组中共鉴定出24种蜡质成分,番茄叶位间蜡质含量存在一定差异,但均以烷烃含量为主,其平均含量为(1.794±0.397)μg/cm^2,占蜡质总含量的93.83%,并含有少量的三萜类、初级醇和豆甾醇成分,但这3种化合物只占到蜡质总含量的4.66%。(3)干旱胁迫并没有造成番茄叶片蜡质组分以及烷烃碳链的改变,但能够极显著增加蜡质的总含量,尤其是烷烃类物质,与对照组相比,干旱胁迫组烷烃含量平均增加了161.15%,是三萜类、初级醇及豆甾醇成分总增加率的1.6倍。(4)SLCER6基因在番茄不同叶位叶片中均有表达,其表达量从第1叶位到第7叶位总体呈下降的趋势;干旱胁迫后,SLCER6基因表达量均显著增加。【结论】干旱胁迫能够极显著增加番茄叶片蜡质总含量,增加的成分主要是烷烃;干旱胁迫也能够诱导SLCER6基因表达量上调;番茄叶片蜡质积累与SLCER6基因表达量之间存在着正相关关系。

水稻白叶枯病菌FabG同源蛋白生物信息学分析

【目的】拟运用生物信息学的方法对目标基因进行预测分析,为后续展开水稻白叶枯病菌FabG及脂肪酸代谢途径的实验室研究提供参考。【方法】利用大肠杆菌(Escherichia coli)FabG(EcFabG)序列,在Xoo PXO99^(A)菌株基因组中经同源性比对发现,PXO_03085、PXO_00989、PXO_03629、PXO_02411、PXO_02878、PXO_02709所编码蛋白与大肠杆菌FabG具有同源性,将该6个基因分别命名为XoofabG1~XoofabG6,并将其编码蛋白命名为XooFabG1~XooFabG6。进一步运用生物信息学在线分析软件对这6个蛋白与EcFabG进行了理化性质、蛋白结构、亲水性、跨膜结构、信号肽、磷酸化位点及蛋白相互作用网络方面进行预测分析。【结果】6个蛋白(XooFabG1~XooFabG6)在理化性质、亲水性和信号肽方面区别较大,其中XooFabG1是一个不稳定蛋白,属于短链脱氢酶家族,具有酮脂酰ACP还原酶活性,但蛋白稳定性差,很可能与细菌应激状态下的反应有关。XooFabG3被标注为3-酮脂酰ACP还原酶,与EcFabG相比,功能相差较大,推测与辅因子和维生素的代谢相关。XooFabG5具有酮脂酰ACP还原酶结构域(KR domain),但该结构域在蛋白质序列中所处位置与EcFabG相比差异较大,推测其催化底物可能与EcFabG不同。XooFabG6在各方面的性质与EcFabG最接近,推测XooFabG6为3-酮脂酰ACP还原酶并参与脂肪酸合成代谢。但XooFabG2和XooFabG4的功能还不明确。【结论】本文通过预测分析黄单胞菌水稻致病变种中6个同源蛋白的特性,推测了其中4个蛋白可能具有的功能,对研究Xoo的脂肪酸合成途径具有一定意义。

苜蓿中华根瘤菌fabA和fabB基因功能的鉴定

在大肠杆菌(Escherichia coli)脂肪酸合成酶体系中,fabA基因编码有双功能的3-羟基脂酰ACP脱水异构酶,其异构产物能被fabB基因编码的3-酮基脂酰ACP合成酶Ⅰ延伸,合成不饱和脂肪酸,该FabA-FabB途径被认为是缺氧条件下不饱和脂肪酸合成的经典途径.生物信息学分析发现,苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)的SmFabA与EcFabA相似性达到60.6%,具有相同的保守活性位点和两个保守的α螺旋结构;SmFabB与EcFabB相似性达到61.1%,具有相同的Cys-His-His活性中心.用携带SmfabA和SmfabB的质粒载体遗传互补大肠杆菌温度敏感突变株CY57和CY242,在添加三氯森(TCL)抑制烯脂酰ACP还原酶活性的条件下,转化子能在42℃恢复生长,且放射性薄层层析能检测到转化子中不饱和脂肪酸棕榈油酸(Δ9C16:1)和十八碳烯酸(Δ11C18:1)的合成.体外重建脂肪酸合成反应表明,SmFabA能催化羟脂酰ACP的脱水反应且能够使反-2-癸烯酰ACP异构化,SmFabB能催化不同链长的脂酰ACP和丙二酸单酰ACP的聚合反应.另外,未得到SmFabA和SmFabB的突变株,表明SmFabA和SmFabB可能是苜蓿中华根瘤菌脂肪酸合成酶系中必不可少的关键蛋白.上述结果证实了苜蓿中华根瘤菌fabA和fabB两个基因在不饱和脂肪酸合成中的功能.

玉米KCS基因家族的生物信息学分析

蜡质可作为植物生长过程中抵御逆境的第一道“防护墙”,其主要成分是超长脂肪酸(Very Long Chain Fatty Acids,VLCFAs)的衍生物。β-酮脂酰CoA合成酶(βKetoacyl-CoA Synthase,KCS)参与超长链脂肪酸延伸的缩合反应,此反应是超长链脂肪酸合成的限速步骤,决定VLCFAs的合成速率及碳链的长度。拟南芥KCS基因家族成员及功能已被鉴定,但玉米KCS基因家族成员及功能仍不清楚。根据拟南芥KCS蛋白序列和保守结构特征,对比鉴定出39个玉米KCS蛋白,并对其结构域、蛋白质理化性质、组织特异性表达等做出分析。结果表明,玉米KCS基因家族成员含有相似的保守结构域,按照系统发育将KCS基因家族成员划分9个亚家族,该基因家族分布在9条染色体上。玉米的KCS基因表达模式各不相同,不同玉米KCS基因可能在不同时期表达而调控不同组织的发育。

微藻单针藻KCS基因家族生物信息学分析

酮脂酰CoA合成酶(3-ketoacyl-CoA synthase,KCS)是生物体内超长链脂肪酸(very-long-chain fatty acids,VLCFAs)合成的关键限速酶,决定了VLCFAs的合成速率和碳链长度。单针藻(Monoraphidium)是微藻能源热门的研究对象,为了进一步探究其KCS基因家族的生理特征,揭示单针藻超长链脂肪酸的合成机制。我们利用单针藻基因组信息,对单针藻KCS基因家族进行生物信息学分析。单针藻KCS基因家族共含有26个基因,蛋白质的氨基酸序列长度在58~1306 aa之间。KCS基因家族存在三种保守结构域,分别为:FAE1_CUT1_RppA结构域、Chal_sti_synt_C结构域、Chal_sti_synt_N结构域。根据系统发育树结果,单针藻KCS基因家族可以分为四个亚族。亚族内的基因结构(外显子分布,保守结构域,保守基序)相似,而亚族之间的基因结构存在差异。不同物种KCS比较结果发现亲缘性较近的物种间,基因家族的相似度较高,表明基因结构的保守性。而单针藻基因家族中存在不同亚族,说明物种在进化过程中对外界多变环境的适应。单针藻作为微藻能源的热门研究对象,研究KCS基因家族能进一步发掘单针藻的基因功能,加深对其脂肪酸合成延长机制的了解,为利用分子手段提高单针藻的抗性和品质特性提供参考;同时有利于系统研究植物KCS基因的进化情况,揭示KCS蛋白在植物生理调控中的作用和地位。