葡萄果实分支酸变位酶基因的克隆与表达分析

莽草酸途径是连接糖代谢和次生代谢的主要桥梁,分支酸变位酶(Chorismate Mutase,CM)是控制碳同化物由莽草酸途径进入苯丙烷代谢途径的入口酶,在葡萄果实酚类物质积累中起着重要作用。本研究以赤霞珠葡萄(Vitis vinifera cv.Cabernet Sauvignon)果实为试材,采用电子克隆和分子克隆相结合技术,获得两个编码分支酸变位酶同源基因,分别命名为VvCM1和VvCM2。这两个基因分别定位于4号和14号染色体上,其编码区全长分别为741 bp和963bp,编码蛋白含246和320个氨基酸。VvCM1和VvCM2与其他植物中的同类酶在氨基酸水平上具有广泛的同源性。Real-time PCR分析显示,VvCM1和VvCM2基因在葡萄的各器官和组织中均有表达,VvCM1在果实中表达丰度最高,而VvCM2在茎中表达丰度最高。

丹参分支酸变位酶基因的克隆和生物信息学分析

应用BlastX检索丹参毛状根的EST数据库,发现1条与分支酸变位酶(chorismate mutase,CM)高度同源的序列,克隆得到其全长cDNA,命名为SmCM1,Genbank登录号为KC784342。SmCM1全长948 bp,理论pI 6.41,与矮牵牛Petunia×hybrida、拟南芥Arabidopsis thaliana和毛果杨Populus trichocarpa的CM1分别具有70%,72%,64%的相似性。实时荧光定量PCR(real time quantitative PCR,QRT-PCR)分析表明SmCM1在丹参叶中的含量较高,其次是茎,在根中的含量相对较低。酵母诱导子(YE)和离子(Ag+)联合诱导丹参毛状根后,SmCM1与莽草酸途径的关键酶3-脱氧-D-阿拉伯-庚酮糖-7-磷酸合酶(3-deoxy-7-phosphoheptulonate synthase,DAHPS)和分支酸合酶(chorismate synthase,CS)基因表达趋势呈协同变化。YE+Ag+处理后3个基因皆上调表达,8 h达到表达高峰,分别是对照的7.9,5.5,9.8倍,随后下调,36 h时下降至对照水平以下,说明诱导处理之后糖代谢中间产物经莽草酸和分支酸途径合成苯丙氨酸和酪氨酸从而引起酚酸类化合物的过量积累。

植物寄生线虫分支酸变位酶基因的研究进展

植物寄生线虫食道腺中表达的寄生基因编码的分泌蛋白在线虫侵入寄主植物、建立取食位点和抑制寄主的防御反应过程中起重要作用。利用植物寄生线虫食道腺削减cDNA文库及基于同源克隆等方法,鉴定了这些过程中起作用的分支酸变位酶(CM)基因。带有氨基酸末端信号肽的根结线虫CM、孢囊线虫CM与细菌CM的蛋白质序列非常相似。mRNA原位杂交表明,CM基因专门存在于植物寄生线虫的亚腹食道腺中。RT-PCR分析表明,它们的转录丰度在线虫寄生的早期丰度较高,在后期较低或者难以检测到。Southern杂交表明,这些CM基因为多基因家族。CM的蛋白质在专性内寄生线虫中广泛存在,表明这种多功能的酶在控制线虫侵染植物的过程中起重要作用。

龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)中两种分支酸代谢酶对温度和水杨酸的响应及其原核表达研究

龙须菜(Gracilariopsislemaneiformis)在我国主要用作鲍饵料和琼胶生产原料,但是南方夏季高温限制了龙须菜的栽培和产业化。抗逆植物激素水杨酸(salicylicacid,SA)与分支酸代谢之间存在着密切的联系。本文以两种分支酸代谢酶——异分支酸合成酶(isochorismate synthase,ICS)和分支酸变位酶(chorismatemutase,CM)为研究对象,分析了23℃(常温)和33℃(高温)条件下添加SA对龙须菜中两种分支酸代谢酶编码基因转录水平的影响。结果表明高温和SA不同程度地刺激了两种分支酸代谢酶转录水平的表达,如在3—12h,SA添加后ics表达量分别提高到常温对照组的2.84—4.76倍和高温对照组的1.25—1.62倍;在24h时,cm表达量分别提高到常温对照组的2.73倍和高温对照组的1.82倍。然后,我们将两种酶的编码基因分别转化到原核表达载体pET28a中,结果得到了多以包涵体形式大量表达的重组ICS和CM蛋白,其最佳诱导条件为0.1mmol/LIPTG在16℃诱导24h,并用镍柱初步纯化了重组蛋白。该研究为阐明温度和外源SA对龙须菜中两种分支酸代谢酶的影响规律,以及为从蛋白水平研究这两种代谢酶提供了资料。

大肠杆菌苯丙氨酸合成途径关键酶基因pheA的克隆与表达

为了通过基因工程手段来增加苯丙氨酸的生物产量，利用ＰＣＲ方法从大肠杆菌中克隆了抗反馈抑制突变型及野生型的ｐｈｅＡ基因，进行了核苷酸序列分析，并利用高效的原核表达载体ＰＢＶ２２０对ｐｈｅＡ基因编码的突变型及野生型分支酸变位酶／预苯酸脱水酶（ＣＭ／ＰＤ）进行了表达。序列分析表明突变型基因碱基第５８０位由Ｔ变为Ｃ，相应氨基酸由Ｖａｌ变为Ａｌａ，ＳＤＳ－ＰＡＧＥ图谱扫描分析表明目的蛋白ＣＭ／ＰＤ的表达量占全菌体蛋白的４３％，占上清总蛋白的５７％。酶活性测定表明其ＣＭ和 ＰＤ活性分别提高了 １５．５和６．７倍，产酸量也有了一定的提高，为构建产苯丙氨酸的生物工程菌奠定了基础。

大肠杆菌CM/PDT抗反馈抑制突变体的构建及其性质

为了获得具有高催化活性且抗反馈抑制的大肠杆菌分支酸变位酶 预苯酸脱水酶 (chorismatemutase prephenatedehydrataseCM PDT) [EC5 .4 .99.5 EC4 .2 .1.5 1],通过相关菌种CM PDT氨基酸序列同源比较 ,寻找高度保守位点 .用定点突变及PCR法构建突变酶M1(缺失 30 4T、30 5G、Q30 6K)、M2 (缺失W 338)、M3(缺失 30 1～ 386位氨基酸 )、M32 9(E32 9A)和M374 (C374A) ,野生型及各突变型基因与pET2 8a(+ )载体连接后 ,表达融合蛋白 .在非变性条件下 ,由TALON金属螯合亲和层析柱纯化野生型和突变体的酶蛋白 .酶活性测定表明 ,突变体M3的PDT活性下降为野生型活性的 2 9% ,但保持了CM活性 .突变体M374保持了CM ,PDT两种酶的活性 ,突变体M1、M2、M32 9的CM ,PDT活性有一定程度的提高 .酶抗反馈抑制作用检测表明 ,突变体M3、M374解除了苯丙氨酸的反馈抑制作用 ,M1、M2、M32 9部分解除了苯丙氨酸的反馈抑制作用 .与含野生型pheA基因的E .coliBL2 1菌株相比 ,含突变基因的E .coliBL2 1菌株对 10mmol L的苯丙氨酸代谢类似物具有强的抗反馈抑制作用 ,其中M1,M2 ,M3对 2 0mmol

大肠杆菌T蛋白的高效表达和分离纯化

目的 构建高效表达菌株 ,以大量表达大肠杆菌T蛋白 ,为后续的新药作用靶点研究提供活性蛋白质材料。方法 利用高效表达质粒pET2 6b+ 克隆了大肠杆菌TyrA基因 ,并在其C端融合了一个由 6个组氨酸组成的his tag以利分离纯化。 结果 T蛋白的表达量达每 1L培养液 2 0 0mg ,细胞裂解液经一次his tag亲和柱色谱 ,纯度达 98% ,分支酸变位酶和预苯酸脱氢酶的比活性分别为 130和 98U·mg-1。结论 本法表达的大肠杆菌T蛋白 ,表达量高 ,纯化容易 ,酶活性正常 ,为进一步研究T蛋白的结构与功能 ,并进行新药设计奠定了基础。

基于结构域活性分析的大肠杆菌T蛋白结构研究

大肠杆菌T蛋白含有三个结构域:分支酸变位酶、预苯酸脱氢酶和调节结构域。文章作者分段克隆了T蛋白的分支酸变位酶、预苯酸脱氢酶和调节结构域等片段,并对其进行了活性研究。研究发现,定位于N末端的分支酸变位酶结构域的比活性虽然不高,而稳定性较好;同时拥有调节结构域和预苯酸脱氢酶结构域的C末端片段,其预苯酸脱氢酶比活性的剩余百分率虽然高于分支酸变位酶结构域,但稳定性较差。作者进而表达了C末端切除38个氨基酸的T/1-336片段,发现预苯酸脱氢酶活性彻底丧失,而其分支酸变位酶和调节结构域的活性却基本保留。这说明T蛋白中分支酸变位酶结构域拥有一个相对独立、完整的结构,而预苯酸脱氢酶结构域和调节结构域交织共存,结构松散。

大肠杆菌T蛋白的聚合状态分析

目的解析大肠杆菌T蛋白的四级结构。方法利用分段克隆法克隆表达了T蛋白及其两个独立结构域分支酸变位酶(CM,T/1-94)和预苯酸脱氢酶(PDH,T/93-373),再利用SDS-PAGE测得变性条件下T蛋白、CM和PDH的Mr分别为42×103,11×103和32×103,HPLC测得天然条件下CM和PDH的Mr分别为25×103和63×103,再用化学交联法分析聚合状态。结果显示T蛋白、独立结构域CM和PDH均为二聚体。结论说明大肠杆菌T蛋白二聚体是通过CM与CM、PDH与PDH相连的。

大肠杆菌T蛋白的聚合状态分析

目的 解析大肠杆菌T蛋白的四级结构。方法 利用分段克隆法克隆表达了T蛋白及其两个独立结构域分支酸变位酶（CM，T/1-94）和预苯酸脱氢酶（PDH，T／93-373），再利用SDS-PAGE测得变性条件下T蛋白、CM和PDH的M。分别为42×103，11×103和32×103，HPLC测得天然条件下CM和PDH的M。分别为25×103和63×103，再用化学交联法分析聚合状态。结果 T蛋白、独立结构域CM和PDH均为二聚体。结论 说明大肠杆菌T蛋白二聚体是通过CM与CM、PDH与PDH相连的。

E.coliT蛋白CM的原核表达及核磁方法指导下的晶体优化

越来越多的研究表明许多致病菌的病原性与生物体内莽草酸途径中的分支酸变位酶(chorismate mutase,CM)有着密切的关系,因此CM成为了开发新型抗生素和抗菌药物的热门靶标酶。采用分子克隆的方法,在感受态细胞BL21-Gold(DE3)中重组表达大肠杆菌(E.coli)T蛋白的CM(CM T)。通过Ni-NTA亲和层析柱、GE Superdex75凝胶过滤层析柱和GE MonoQ阳离子交换层析柱纯化后得到电泳纯的重组蛋白,质谱鉴定结果与原始序列基本吻合。经过蛋白质晶体试剂盒的初步筛选,在30%PEG 4000,100mmol/L NaAc pH4.6,200mmol/L NH4Ac条件中发现CM T晶体。利用核磁共振方法,分析CM T的1H-15N HSQC谱图信息,指导设计CM T晶体的优化方案,成功获得高衍射能力的CM T晶体,为CM T结构的解析奠定了坚实的基础。