金荞麦二氢黄酮醇4-还原酶基因(FdDFR1)的克隆及序列分析

【目的】克隆金荞麦二氢黄酮醇4-还原酶基因(FdDFR1),分析其序列特征。【方法】利用同源克隆的原理,采用RACE结合cDNA文库筛选的方法,从金荞麦cDNA文库中克隆DFR基因(FdDFR1);对其序列进行生物信息学分析和Southern杂交检测。【结果】克隆到一个DFR蛋白基因(FdDFR1),通过Southern杂交分析,推测在金荞麦基因组中DFR基因是1～2个基因的小家族,FdDFR1是单拷贝基因;FdDFR1基因编码一个长341个氨基酸的蛋白质,在N端存在一个NADP结合位点"VTGASGFVGSWLVMRLLEHGY",还存在一个底物结合特异性决定的氨基酸基序"TVNVEEKQKPVYDETCWSDVDFCRRV"。【结论】首次从金荞麦中克隆到类黄酮代谢的中期关键酶基因(FdDFR1),它具有DFR同源基因的典型特征。

杨树二氢黄酮醇-4-还原酶基因(DFR)的克隆及反义表达对儿茶素合成的影响

为了验证二氢黄酮醇-4-还原酶基因(DFR)在杨树上的功能,明确DFR对抗病物质儿茶素合成的影响,利用抗病基因防治树木溃疡病提供候选基因。以接种欧美杨细菌性溃疡病菌后6 d的一年生中林46杨树苗干的树皮为材料,利用RT-PCR技术克隆DFR基因的ORF序列,并构建DFR的反义表达载体anti-p BI121-DFR。采用农杆菌介导叶盘法转化84K杨,获得了转反义DFR基因的84K杨4株。用高效液相色谱法检测转基因植株叶片中的儿茶素质量分数,结果显示,4株转反义DFR株其内源儿茶素质量分数分别为0.97、2.4、1.6和0.87 ng/g,与84K野生型植株中儿茶素质量分数(8.9 ng/g)相比显著降低。上述结果表明DFR基因参与了杨树类黄酮生物合成途径,该基因与儿茶素的合成有关。

彩色马铃薯二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因的克隆及生物信息学分析

花色素苷是影响花色的主要色素,二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因是花色素苷合成的关键酶基因。本研究以云南地方彩色马铃薯品种‘剑川红’和‘转心乌’,外引品种‘黑美人’为实验材料,通过RT-PCR方法从其块茎表皮中克隆到DFR基因的完整cDNA序列,并进行了生物信息学分析。分析结果显示供试的三个彩色马铃薯的DFR基因编码381个氨基酸,具有完整的开放式阅读框(ORF),DFR与NADPH的结合位点、底物特异性选择结合位点高度保守。同源比对表明,三个彩色马铃薯品种的核苷酸相似性为99.24%,氨基酸同源性为98.78%,与茄科的烟草、矮牵牛等的同源性均在86%以上。三个彩色马铃薯品种DFR都不具有信号肽,无明显跨膜区域,可能为亲水蛋白,定位于细胞质的可能性最高。α-螺旋和无规则卷曲是DFR的主要二级结构元件,DFR属于NADB-Rossmann superfamily。

鹤望兰二氢黄酮醇-4-还原酶基因SrDFR的克隆及表达分析

采用RT-PCR方法从鹤望兰蓝色花瓣中克隆到类黄酮合成途径关键基因SrDFR,该片段长246bp,编码82个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,SrDFR推导的氨基酸序列与已报道的其他植物的DFR蛋白具有很高的同源性。系统进化树分析显示,鹤望兰SrDFR与姜荷花聚为一类,亲缘关系较近。应用半定量PCR分析表明,SrDFR在蓝色花瓣中高表达,在黄色花萼和叶片中低表达,且在花发育的始花期表达量最高,表明该基因在蓝色花瓣发育过程中起着重要作用。

二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)基因在烟草中的过量表达

二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)是花青素合成途径中的关键酶,它在花色的修饰中起着很重要的作用,在烟草植物体内过量表达积累后,可能会使烟草的花色加深或变为红色。研究结果表明,通过转基因技术将NtDfr1,NtDfr2基因转入烟草后,获得转基因植株烟草的花色为红色,这与试验预期结果一致。

兜兰二氢黄烷酮醇-4-还原酶基因的克隆及其表达特性

克隆同色兜兰二氢黄烷酮醇-4-还原酶基因DFR,分析其序列特征,了解其在不同组织部位的表达情况。采用RT-PCR和RACE技术从花中克隆DFR的全长cDNA,用生物信息学方法分析序列特征,并用半定量RT-PCR研究其在不同组织的表达。分离到DFR,该cDNA全长1267bp,具有1个1074bp的完整开放阅读框,编码357个氨基酸。序列分析表明,该DFR蛋白含有1个NADB_Rossmann superfamily保守结构域,1个NADP(H)结合域和1个底物特异性结合域,其与文心兰、石斛兰和大花蕙兰等的DFR同源性在75%～80%。系统进化树显示,该DFR蛋白与兰科植物的DFR蛋白亲缘关系比较近。半定量RT-PCR表明,该DFR在成熟花和营养叶中的表达量最高,在子房、苞叶、萼片和花瓣中的表达量相当,在唇瓣中的表达量次之,在蕊柱中的表达量较唇瓣中的低,在花茎中的表达量最低,在根中几乎检测不到。原核表达结果表明,该DFR在大肠杆菌中获得表达。从兜兰中克隆到花色代谢途径中的关键酶基因DFR,该基因可能参与调控花色素的合成。

植物二氢黄酮醇4-还原酶的生物信息学分析

二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)是黄酮类化合物合成途径中的重要酶之一。利用NCBI数据库中已经注册的植物DFR基因核酸以及氨基酸序列,以拟南芥DFR为主,对其组成成分、疏水性/亲水性、蛋白质的二级结构以及三级结构等方面进行分析及预测,结果表明:拟南芥等植物DFR不具有明显的疏水或亲水区域;主要构件为α-螺旋和不规则卷曲;植物DFR在高级结构、活性位点等方面具有较高的保守性。

高等植物二氢黄酮醇4-还原酶基因研究进展

花青素苷是影响植物花瓣呈色的重要色素,而花色是决定花卉观赏价值和商业价值的一个重要因素。在花青素苷的生物合成过程中,二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)是花青素苷生物合成下游途径中的第一个关键的酶。因此,DFR在高等植物花色的形成过程中发挥极其重要的作用,是形成花青素苷的一个非常重要的调控点。DFR对3种二氢黄酮醇底物具有选择特异性,但决定DFR底物特异性的分子机制目前仍不十分清楚。该文简单概述了花青素苷生物合成途径及其转录调控机制,并结合作者的工作重点综述了DFR的底物特异性以及克隆的DFR基因在植物基因工程中的应用。

4',5,7-三羟基二氢黄酮与人血清白蛋白相互作用的光谱学研究

应用紫外吸收光谱、荧光光谱和红外光谱等方法对人血清白蛋白(HSA)与4',5,7-三羟基二氢黄酮(naringenin,NAR)相互作用的机理进行了研究.紫外光谱显示,在生理pH下NAR分子中A环7位的酚羟基发生部分解离,7位酚羟基的解离使A环与B环上羰基形成的共轭体系的紫外吸收峰发生明显红移;药物与蛋白质的相互作用使该谱带发生了进一步的红移,说明该共轭体系参与了与蛋白质的相互作用.在药物与蛋白质浓度比(cNAR/cHSA)为0.1～10的范围内,NAR在HSA上只有一个结合位点(可能位于site I),结合常数为1.27×105L·mol^(-1)(n=5,RSD小于5%).研究了不同pH值条件下药物对蛋白质荧光猝灭的影响,发现药物分子中的没有解离的活性基团在结合过程中发挥着主导作用.在缓冲水溶液和重水溶液中分别测定了与药物作用前后蛋白质二级结构的变化.随着药物浓度的增加,NAR和HSA之间的相互作用使HSA的α-螺旋结构的含量明显降低,而β-折叠和β-转角结构的含量增加,无轨结构在药物浓度较高时也有少量的增加.结合紫外吸收光谱、荧光光谱和红外光谱结果,探讨了HSA与NAR相互作用的模式.

5,7-二羟基-4'-甲氧基二氢黄酮与牛血清白蛋白的相互作用研究

应用荧光光谱、紫外吸收光谱和核磁共振波谱研究了5,7-二羟基-4'-甲氧基二氢黄酮(ISO)与牛血清白蛋白(BSA)分子间的相互作用.研究表明:ISO对BSA内源性荧光的猝灭机制属于ISO和BSA形成化合物所引起的静态猝灭;二者的结合常数为7.41×1011L/mol,结合位点数为1.98.ISO与BSA作用的活性部位为其分子内的7-OH和5-OH,且7-OH活性强于5-OH,并且随着ISO浓度增大,BSA的构象发生了变化.

保元汤活性成分4’,7,8-三羟基二氢黄酮抑制过氧化氢诱导人脐静脉内皮细胞损伤的作用机制研究

目的 研究保元汤中4’,7,8-三羟基二氢黄酮(4’,7,8-trihydroxydihydroflavonoid, TF)对过氧化氢(hydrogen peroxide, H_(2)O_(2))诱导人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells, HUVEC)氧化损伤的改善作用,并进一步阐明其药理机制。方法 用不同浓度的TF处理HUVEC血管内皮细胞6小时后给予15μmol/L和30μmol/L H2O2刺激1小时,检测细胞存活率并确定TF起效剂量。利用2,2-二苯基-1-苦肼基自由基(2,2-dipheny 1-1-picrychydrazy 1,DPPH)分析实验、DCF-DA荧光探针和蛋白免疫印迹法(Western Blot)分别检测TF对自由基的清除作用,以及H_(2)O_(2)损伤后TF对HUVEC细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平和细胞凋亡相关蛋白磷酸化蛋白激酶B(phosphorylated protein kinase B,P-Akt)、B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)以及腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly adenosinediphosphate-ribose polymerase, PARP)表达的调控作用。结果 TF给药处理能显著提高H2O2损伤后HUVEC细胞的存活率(P<0.01)。机制研究表明,TF能显著加速自由基的清除,降低细胞中ROS水平,并通过调控P-Akt/PARP/Bcl-2通路抑制HUVEC细胞的凋亡。结论 TF作为保元汤的活性成分,能保护内皮细胞对抗H2O2诱导的氧化损伤,其作用机制可能与其加速自由基的清除、提高细胞清除ROS能力和抑制细胞凋亡有关。

新型硫代试剂((二甲基氨基-亚甲基)氨基)-3H-1,2,4-二噻唑-3-硫酮的合成工艺研究

以四氢呋喃(THF)为溶剂,采用易得的5-氨基-1,2,4-二噻唑-3-硫酮(氢化黄原素)和N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛为原料合成((二甲基氨基-亚甲基)氨基)-3 H-1,2,4-二噻唑-3-硫酮(DDTT)。通过对影响收率的关键因素进行研究,找到了最佳反应条件:n(氢化黄元素)∶n(N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛)为1∶1.1,25℃下反应6h,收率达90%。合成工艺操作方便,纯化简单,收率高。

白背叶中一个新的异戊烯基二氢黄酮

目的对大戟科植物白背叶Mallotusapelta的叶进行化学成分研究。方法原料的乙醇浸出物,用各种柱色谱进行分离和纯化,所得化合物以理化性质和波谱数据进行鉴定。结果分得5个化合物,分别鉴定为蒲公英赛醇(Ⅰ)、β-谷甾醇(Ⅱ)、5,7-二羟基-6-异戊烯基-4′-甲氧基二氢黄酮(Ⅲ)、洋芹素(Ⅳ)、洋芹素-7-O-β-D-葡萄糖苷(Ⅴ)。结论化合物为新化合物,命名为白背叶素(mallotusin),化合物Ⅰ、Ⅲ-Ⅴ为首次从白背叶中分得。关键词:白背叶;蒲公英赛醇;5,7-二羟基-6-异戊烯基-4′-甲氧基二氢黄酮;洋芹素;

浅裂鳞毛蕨中一个新二氢黄酮的分离和结构鉴定(英文)

目的:研究浅裂鳞毛蕨(Dryopteris sublaetaChing et Hsu)的化学成分。方法:利用Diaion HP-20,ToyopearlHW-40,Sephadex LH-20,硅胶柱等色谱技术进行分离纯化,根据化合物的理化性质和光谱数据鉴定结构。结果:从浅裂鳞毛蕨中分离并鉴定了6个化合物,分别为:2(S)-5,7,3′-三羟基-6,8-二甲基-4′-甲氧基二氢黄酮,即3′-羟基荚果蕨素(1),荚果蕨素-7-O-β-D-葡萄糖苷(2),菠甾醇(3),菠甾醇-3-O-β-D-葡萄糖苷(4),谷甾醇(5),胡萝卜苷(6)。结论:化合物1为新化合物,化合物2,3,4为首次从鳞毛蕨属植物中分离得到。

明日叶二氢黄酮醇4-还原酶(AkDFR)基因的克隆及生物信息学分析

二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因是类黄酮合成途径的关键酶之一,在植物花色形成和黄酮物质合成中起着重要的作用。根据明日叶转录组测序得到的序列设计引物,以明日叶叶片cDNA为模板,通过RT-PCR方法克隆得到明日叶DFR基因的完整序列,并对其进行生物信息学和组织特异性分析。结果表明明日叶的AkDFR基因开放阅读框(ORF)有1 131 bp,编码376个氨基酸,蛋白大小为42.42 kD,等电点为5.83。用DNAman同源序列比对结果表明,明日叶的AkDFR基因与胡萝卜、杜鹃的DFR基因同源性均在80%以上。生物信息学分析AkDFR基因没有信号肽和跨膜区域,亲水系数为负数,可能为亲水蛋白。α-螺旋和无规则卷曲是DFR的主要二级结构元件。AkDFR基因在明日叶的不同组织中均有表达,其中叶片中的表达量最高。明日叶AkDFR基因的克隆及其生物信息学分析将为提高明日叶黄酮类化合物提供理论依据。

不同花色绿绒蒿DFR基因克隆及表达分析

二氢黄酮4-还原酶(DFR)是花青素合成通路中的关键酶,其表达与花青素积累紧密相关,影响花朵呈色。为了探究DFR基因与绿绒蒿花色形成的关系,以红色的红花绿绒蒿和黄色的全缘叶绿绒蒿为试验材料,使用RT-PCR技术成功从中克隆出DFR基因,并对其进行生物信息学及RT-qPCR分析。结果显示,2种绿绒蒿DFR基因的cDNA全长为1 131,1 125 bp,分别编码376,374个氨基酸,命名为MpDFR、MiDFR。生物信息学分析发现,2种蛋白均属于亲水性蛋白,且具有DFR特有的NADPH结合结构域和底物特异性结合结构域。系统进化树表明,MpDFR、MiDFR蛋白与鸦片罂粟、沉水樟、三枝九叶草、澳洲坚果、蒂罗花的亲缘关系最近。Motif分析发现,DFR蛋白基序在不同植物中均较为保守。RT-qPCR结果显示,MpDFR、MiDFR在不同组织中均有表达,具有组织特异性。花蕾期中MpDFR、MiDFR基因表达量最高,且显著高于其他2个时期。另外,红花绿绒蒿中DFR表达量均高于全缘叶绿绒蒿。结合西南林业大学屈燕课题组研究发现,这2种绿绒蒿中花青素类化合物的积累模式与DFR基因的表达模式一致,所以,研究花青素生物合成途径中的关键结构基因DFR对于了解该途径以及通过基因工程手段改良植物花色均十分重要。

中药苦参主要黄酮类成分的研究

中药苦参为豆科槐属植物苦参Sophora flavescenes Ait.的干燥根,具有清热燥湿、杀虫利尿的功能,主治热痢便血、阴肿阴痒、湿疹、皮肤搔痒,外用治疗滴虫性阴道炎等。黄酮是苦参中一类重要的活性成分,为建立苦参黄酮质量控制方法提供对照品,研究苦参黄酮抗滴虫和抗菌等作用机制和构效关系,首先对其主要黄酮类成分进行了研究,从中分离鉴定了6个主要化合物,分别为5-甲氧基-7,2′,4′-三羟基-8-异戊烯基二氢黄酮(1)、异黄腐醇(2)、3β,7,4′-三羟基-5-甲氧基-8-异戊烯基二氢黄酮(3)、降苦参酮(4)、苦参酮(5)和苦参醇I(6)。化合物1为新化合物,化合物3为首次从本植物得到,并首次报道了化合物3和5的13C NMR数据。

紫穗槐果实中三种黄酮类成分含量测定

目的:采用RP-HPLC法同时测定紫穗槐果实中7,2′,4′,5′-四甲基异黄酮、灰叶素及5,7-二羟基-8-牛儿基双氢黄酮3个黄酮类成分的含量。方法:采用Agilent Eclipse XDB-C18色谱柱(4.6 mm×150 mm,5μm);以甲醇(A)-0.025 mol/L磷酸水溶液(B)为流动相,梯度洗脱:0~10 min(62%A^65%A),10~15 min(65%A^70%A),15~20 min(70%A^90%A),保持10 min;检测波长为295 nm(0~10 min)、270 nm(10~21 min)、293 nm(21~30 min);流速:1.0 mL/min。结果:7,2′,4′,5′-四甲基异黄酮、灰叶素及5,7-二羟基-8-牛儿基双氢黄酮的线性范围分别为0.0509~0.2545μg(r=0.9998)、0.0506~0.2528μg(r=0.9999)、0.0659~0.3297μg(r=0.9999);加样回收率(n=5)分别为100.48%、99.89%、99.76%。结论:该方法简便、快速、准确,重复性好,可用于紫穗槐果实的质量分析。

水合鸢尾异黄酮磺化物[K(H_2O)](C_(17)H_(13)O_6SO_3)的合成及晶体结构(英文)

目的合成一种新的水溶性水合鸢尾异黄酮磺化衍生物[K(H2O)](C17H13O6SO3),并确定其分子结构。方法在60℃条件下用浓H2SO4磺化30 min,得到尼泊尔鸢尾异黄酮磺化物,并用体积比为1/1的乙醇-水溶液培养单晶,采用X-射线四圆衍射、IR和元素分析等方法表征其结构。结果和结论将尼泊尔鸢尾异黄酮在60℃用浓硫酸磺化,高选择性地在底物B环的3′位引入一个磺酸基,合成了水溶性尼泊尔鸢尾异黄酮衍生物,产率为82%。该合成方法简单,反应条件温和,选择性高,产物容易分离,且产率较高,是合成标题化合物一种理想的方法。X-射线晶体结构表明该化合物属于单斜晶系,空间群P2m1,晶胞参数a=0.835(4)nm,b=0.728(3)nm,c=3.000(14)nm,β=96.09(7)°,V=1.814(15)nm3,Dc=1.650 g.cm-3,Z=4。在化合物的晶体结构中,相邻的钾离子之间被O6,O7和O8桥链形成聚八面钾离子链。此外,化合物中还存在多个氢键,这使化合物自组装成一个三维网格结构的超分子。

比利时杜鹃花 RhDFR 基因克隆及分析

二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)是植物花青素合成过程中的关键酶,能够催化二氢黄酮醇生成无色花青素。该试验以红色和白色比利时杜鹃花(Rhododendron hybridum Hort.)不同器官和不同发育时期的花瓣为实验材料,利用反转录(RT-PCR)和RACE技术克隆RhDFR基因,利用植物酶联免疫试剂盒(ELISA)测定不同发育时期的花瓣RhDFR酶活性,利用qRT-PCR技术定量分析不同器官和不同发育时期的花瓣RhDFR基因,构建pET-28a-RhDFR原核表达载体对RhDFR蛋白进行制备和纯化,为进一步探究杜鹃花DFR基因功能以及花色的分子机理奠定基础。结果表明:(1)成功获得比利时杜鹃花RhDFR基因全长1253 bp,其开放阅读框1035 bp,编码344个氨基酸,含有1个NADPH结合保守基序和1个底物结合区域,具有高度保守性;系统进化分析显示,比利时杜鹃花RhDFR蛋白与越橘(Vaccinium corymbosum)DFR蛋白亲缘关系最近。(2)ELISA试剂盒分析显示,比利时杜鹃花不同发育时期的花瓣DFR酶活性呈先上升后下降的趋势,并于红花初开期和白花盛开期的DFR酶活性最高。(3)qRT-PCR分析显示,不同器官中RhDFR基因的表达量为花瓣最高,雄蕊最低;不同发育时期的花瓣中,红色花的RhDFR基因表达量高于白色花。(4)成功构建原核表达载体pET-28a-RhDFR并诱导表达出大小约为38 kD的蛋白,与理论值相近。研究认为,杜鹃花中DFR酶活性的功能多样化,DFR基因与比利时杜鹃花花瓣的颜色有关。