三七法呢基焦磷酸合酶的基因克隆及序列分析

目的对三七法呢基焦磷酸合酶(FPS)进行基因克隆及序列分析。方法采用cDNA末端快速扩增法,以三七根总RNA为模板扩增出三七FPS基因。结果序列分析表明,所克隆的cDNA序列全长1 409 bp,开放阅读框共编码343个氨基酸残基,推测的氨基酸序列与积雪草、灰白银胶菊、黄花蒿的FPS的氨基酸序列同源性最高,分别达95%、87%、86%。结论首次分离并报道了三七FPS cDNA克隆,为进一步研究三萜皂苷生物合成机制及其在提高植物药用价值方面的应用奠定基础。

转外源法呢基焦磷酸合酶基因烟草抗赤星病研究

将已克隆的薄荷(Mentha spicataL.)法呢基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase,fps)的cDNA插入载体,构建CaMV35S启动子驱动下的植物表达载体pBinARfps。用捕获该质粒的根癌农杆菌菌株LBA4404与烟草叶片外植体共培养,并在附加30 mg/L Kan的MS+0.1 mg/L IAA+1.5 mg/L BA培养基上诱导植株分化,再生芽在附加30 mg/L Kan的MS培养基上生根,再生植株。Kan阳性植株经PCR-Southern检测筛选,得到5株PCR阳性植株(K-4,K-6,K-17,K-19,K-35),证明外源fps基因在烟草基因组中的整合;Northern blot检测证明外源fps基因在转录水平进行了表达;离体叶片接种实验表明,转基因植株(T1代)对赤星病抗性明显提高。这表明fps基因在植物抗病基因工程中具有潜在应用价值。

法呢基焦磷酸合酶基因的克隆及双元载体的构建

以留兰香(MenthaspicataL)为材料,利用RT PCR方法克隆法呢基焦磷酸合酶基因(fps)的cDNA,核酸序列分析表明,该基因的编码区长1050bp,编码349个氨基酸.进一步将fps基因插入植物表达载体BinAR,酶切鉴定及测序结果都证明fps的植物双元表达载体构建成功,为fps基因在烟草中的异源表达奠定了基础.

刺五加法呢基焦磷酸合酶基因的表达及其与皂苷含量的相关性分析

根据刺五加法呢基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase,FPS)基因的cDNA序列信息,设计特异性引物,利用半定量RT-PCR技术,对刺五加FPS基因在不同产地、不同器官、不同发育时期及茉莉酸甲酯(MeJA)处理后的表达情况进行分析。结果表明,FPS基因在不同产地、时期、器官及MeJA处理后的刺五加中均有表达,但表达量存在显著差异。FPS在萌芽期的表达量最高,盛花期的表达量最低,两者比值为4.19且差异显著;本溪、珲春、鸡西、雾灵山、穆棱、梅河口、伊通产地刺五加的FPS相对表达量依次降低;在不同器官中以叶的表达量最高;MeJA处理后FPS的表达量比用蒸馏水处理的对照组均有显著提高。FPS的相对表达量与刺五加叶器官的皂苷含量存在显著的正相关关系。

烟草法呢基焦磷酸合酶基因的克隆及序列分析

采用逆转录—聚合酶链式反应(RT-PCR)方法,以烟草品种K326叶片总RNA为模板扩增出烟草法呢基焦磷酸合酶基因fps,克隆至载体PMD19-T中。序列分析表明,所克隆的cDNA序列全长702 bp,共编码234个氨基酸残基,其核酸序列与玉米、杜仲、拟南芥、青蒿、Nicotiana sanderae×Nicotiana langa-dorffii杂交种的法呢基焦磷酸合酶基因的核酸序列同源性分别为74%,76%,77%,80%和97%。

丹参法呢基焦磷酸合酶基因(SmFPPS1)的表达模式

克隆了丹参中萜类物质合成相关的法呢基焦磷酸合酶基因(farnesyl diphosphate synthase,SmFPPS1,HQ687768),并对其序列特征进行了分析,发现该基因编码产物含有异戊烯基转移酶的特征结构域定位于细胞质中.功能互补分析显示,SmFPPS1不具有牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(geranylgeranyldiphosphate synthase,GGPPS)活性.实时荧光定量PCR分析结果显示,SmFPPS1在丹参生长的各个时期具有一定的组成性表达,在其花期的各器官中主要在花中表达,而且其表达受到茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和真菌诱导子信号的诱导.

三七法呢基焦磷酸合酶原核表达载体的构建及其表达

在克隆得到三七法呢基焦磷酸合酶(FPS)cDNA的基础上,构建原核表达载体pET32 a(+)/FPS,并转化大肠杆菌BL21(DE3)受体菌,在37℃,1 mmol/L IPTG浓度条件下,诱导表达FPS融合蛋白,对诱导表达条件进行了优化。结果表明:成功构建了原核表达载体pET32 a(+)/FPS,并在大肠杆菌中成功表达FPS蛋白,分子量约为40 kD,为进一步开展FPS的蛋白纯化和功能分析奠定了基础。

青蒿高产株系001法呢基焦磷酸合酶基因的克隆、原核表达及酶活性测定

法呢基焦磷酸合酶(FPS)是治疗疟疾的特效药物——青蒿素生物合成途径的关键酶。运用RT-PCR方法从青蒿高产株系001中克隆法呢基焦磷酸合酶基因;构建His标签融合蛋白FPS表达载体,进行原核诱导表达、蛋白纯化及酶活性测定的研究。结果表明:克隆的FPS基因和文献已报道的2个青蒿FPS基因编码的氨基酸序列的同源性分别为98.83%和99.42%;原核诱导表达的His标签融合蛋白FPS的表达量高、可溶性好,具有FPS酶活性。

绞股蓝法呢基焦磷酸合酶基因的克隆及其序列分析

目的：克隆并分析绞股蓝法呢基焦磷酸合酶（FPS）基因的全长序列。方法：参照罗汉果法呢基焦磷酸合酶基因，设计扩增绞股蓝FPS基因的3’RACE引物，采用3＇RACE和5＇RACE法克隆绞股蓝FPS基因全长eDNA。结果：获得绞股蓝FPS基因全长eDNA序列共1288个核苷酸，包含一个1026核苷酸的开放读框，编码342个氨基酸残基，推断该蛋白的相对分子质量为3．94x10^4。NCBIBlast结果显示绞股蓝FPS基因编码蛋白的氨基酸序列与已知的植物FPS氨基酸序列的同源性为91％～74％，核酸序列的同源性为88％-78％。结论：克隆了绞股蓝FPS基因全长eDNA序列，为进一步研究绞股蓝FPS基因的表达及三萜皂苷合成通路关键酶分子的进化奠定了基础。

黄花蒿法呢基焦磷酸合酶、紫穗槐二烯合酶双功能酶基因的构建、原核表达与功能鉴定

试验将青蒿素生物合成途径中催化两步连续反应的酶(法呢基焦磷酸合酶和紫穗槐二烯合酶)的基因进行融合,经大肠杆菌表达后鉴定其融合蛋白的功能。结果表明:融合蛋白具有了双功能酶活性。双功能酶基因的构建,为进一步将双功能酶基因转入黄花蒿,提高青蒿素含量奠定了基础。

柿法呢基焦磷酸合酶基因的克隆与序列分析

在萜类生物合成途径中起重要作用的关键酶—法呢基焦磷酸合酶(Farnesyl Diphos-phate Synthase,FPS),对植物的生长发育、抗逆性以及次生代谢都起着重要的调节作用。通过cDNA末端快速克隆的技术(Rapid-amplification of cDNA Ends,RACE)从柿果实中克隆到法呢基焦磷酸合酶基因cDNA片段,并进行了序列的相关分析。结果表明:所克隆的FPS基因和NCBI数据库中已登录的云杉、腊梅、百合等植物FPS基因核苷酸序列的同源性分别达到88%、75%、73%,并且与香蕉、水稻、橄榄等植物FPS基因氨基酸序列的同源性分别达到72%、67%、66%。该基因已提交GenBank数据库,登录号为JN108022。

龙脑樟法呢基焦磷酸合酶基因克隆及表达模式分析

法呢基焦磷酸合酶(farnesyl pyrophosphate synthetase,FPS)是萜类及其衍生物合成的关键限速酶。本研究以龙脑樟为材料,基于转录组测序,克隆CcFPS基因,利用生物信息学软件分析该基因编码的氨基酸序列特征,并采用实时荧光定量PCR(qPCR)检测CcFPS基因的表达,分析龙脑樟根、茎、叶中该基因的表达与总萜含量的关系。结果表明:CcFPS基因的开放阅读框为1053bp,编码350个氨基酸,分子量为40.4kDa,等电点pI为5.25,亲水性平均值(GRAVY)为-0.299。氨基酸同源性与沉水樟最高(98.86%),含有7个相同的保守结构域和2个富含天冬氨酸的基序[DDXX(XX)D]。二级结构α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲的比例分别为61.14%、6.57%、2.86%和29.43%,三级结构预测与沉水樟极其相似。系统发育树(NJ树)结果显示,CcFPS蛋白与同为樟科的沉水樟、山苍子的FPS处于同一个分支上。CcFPS基因在龙脑樟的根、茎、叶中均有表达,且表达具有组织特异性,在叶中的相对表达量最高,根中次之,茎中最低。在CcFPS蛋白调控的萜类物质代谢通路中,茎中的总萜含量最高,根中次之,叶中最低。龙脑樟FPS基因表达与总萜含量具有相关性,为进一步解析FPS基因在龙脑樟萜类化合物合成过程中的作用提供参考。

暗紫贝母中法呢基焦磷酸合酶的生物信息学分析

以暗紫贝母的法呢基焦磷酸合酶氨基酸序列为研究对象,利用CD search、ProtParam和SignalP等13种在线预测软件对其保守区域、理化性质、亚细胞定位、亲疏水性、二级结构、三级结构等性质进行分析.结果发现,该酶由352个氨基酸残基组成,是一种不含信号肽不跨膜、定位于线粒体基质的可溶性亲水蛋白,具有典型的类异戊二烯合成酶超家族结构域.其二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成.三级结构以PDB ID 4kk2.1为模板建模,包含两个聚异戊烯合酶位点,200 Lys为其结合配体Mg^(2+)的结合位点,活性区域由55个氨基酸残基构成,面积和体积分别为1 215.670?~2和1 496.051?~3.生物信息学手段分析预测结果揭示了暗紫贝母中法呢基焦磷酸合酶的性质、结构和功能,为进一步研究贝母活性生物碱的生物合成调控机制奠定理论基础.

甘草酸合成生物学元件初探：甘草法呢基焦磷酸合酶基因的克隆及序列分析

甘草酸是中药甘草的主要有效成分,法呢基焦磷酸合酶(FPS)是甘草酸合成途径中关键酶之一。根据甘草转录组数据设计引物,对FPS基因进行克隆,获得甘草FPS基因的全长编码序列。甘草FPS基因编码区全长1 029 bp,编码342个氨基酸残基。将甘草FPS基因与GenBank中其他植物FPS基因序列进行比对分析,发现其核酸序列与鹰嘴豆、苜蓿、蒺藜苜蓿、大豆、百脉根的序列相似度最高,分别达到94%、94%、93%、93%、92%。进一步的系统进化分析表明FPS基因具有较高的保守性,其序列进化树与植物分类一致。

黄草乌法呢基焦磷酸合酶基因(AvFPS)的克隆及功能验证

黄草乌为云南的道地药材,其富含滇乌碱等二萜生物碱,二萜生物碱是其主要活性成分。法呢基焦磷酸合酶(FPS)是萜类生物合成途径中的一个关键酶,在二萜生物碱生物合成中发挥重要作用,其功能研究有助于揭示二萜生物碱合成的分子机制。该研究基于黄草乌转录组数据,筛选到1条FPS基因(AvFPS),克隆其全长序列并进行了生物信息学分析、功能验证以及基因表达分析。AvFPS开放阅读框(ORF)为1056 bp,编码351个氨基酸,相对分子质量约为41 kDa,其具有异戊烯基转移酶的2个典型保守功能域“DDIMD”和“DDYXD”。在大肠杆菌中表达AvFPS重组蛋白,用纯化重组蛋白进行体外酶促反应,结果表明,AvFPS能够催化法呢基焦磷酸(farnesyl pyrophosphate,FPP)的合成。qRT-PCR分析结果表明,AvFPS基因在黄草乌根、茎、叶和花中均有表达,在根中表达量最高;经MeJA诱导后,AvFPS的表达量明显上调。该研究明确了AvFPS的催化功能,揭示了AvFPS在不同组织以及经MeJA诱导不同时间段的表达模式,为更深入了解FPS基因在二萜类成分生物合成途径中的功能提供了参考。

杜仲法呢基焦磷酸合酶EuFPS1互作蛋白筛选及分析

法呢基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase,FPS)是杜仲胶生物合成途径中的关键酶之一,EuFPS1基因对杜仲胶积累有促进作用,但对其调控的分子机制尚不清楚。本研究采用SMART同源重组技术构建了杜仲酵母cDNA表达文库,以EuFPS1基因为诱饵筛选互作蛋白,经测序和BLAST比对初步筛选出41个互作蛋白。GO和KEGG分析结果显示,互作蛋白主要参与卟啉化合物代谢调控、紫外线与冷响应、叶片发育等生物进程,MEP代谢、卟啉代谢、泛素介导的蛋白质水解等代谢途径。选取3个互作蛋白(EuUFM1、EuLHC1、EuKS1)进一步验证互作关系,qRT-PCR分析发现EuFPS1与EuUFM1、EuLHC1、EuKS1基因在杜仲不同组织中均表达,其中EuFPS1与EuKS1的表达呈负相关。本研究为解析杜仲EuFPS1及其与互作蛋白的作用机制奠定了基础。

建泽泻法呢基焦磷酸合酶分子克隆、分布表达及生物信息学研究

三萜类化合物是道地药材建泽泻中的主要药效成分,在癌症治疗方面有很大的应用潜力。法呢基焦磷酸合酶(FPPS)为三萜类化合物合成途径中的重要限速酶之一,本文运用同源克隆和快速cDNA末端扩增(RACE)技术相结合的方法,克隆了建泽泻FPPS基因的全长cDNA(accession no.HQ724508),FPPS cDNA全长为1 531 bp,含有1个1 032 bp的开放阅读框,编码343个氨基酸的蛋白,包含5个保守的功能域,其中两个富含天冬氨酸(DDXXD)。实时荧光定量PCR(QRT-PCR)结果显示建泽泻FPPS基因在各器官中均有表达,10月至12月上旬相对表达量呈上升趋势,后下降,其中叶片表达量较高,块茎、根、叶柄表达量相对较低。高效液相(HPLC)分析结果表明不同生长期建泽泻主要药效成分23-乙酰泽泻醇B变化趋势与FPPS基因表达量变化一致,初步证明FPPS是泽泻醇类化合物合成途径中的重要调控位点。本研究为利用植物基因工程改善中药材品质提供科学依据。

泽泻法呢基焦磷酸合酶原核表达、功能验证及其免疫检测研究

泽泻法呢基焦磷酸合酶[farnesylpyrophosphatesynthaseofAlismaorientale(Sam.)Juzep.,Ao FPPS]是泽泻原萜烷型三萜生物合成途径中的重要限速酶之一。为进一步研究Ao FPPS基因的表达及其功能,本研究将前期获得的泽泻法呢基焦磷酸合酶基因(accessionNo.HQ724508)插入到原核表达载体,构建重组表达载体p Czn1-Ao FPPS,转化BL21原核宿主菌,经诱导表达获得融合蛋白;利用Ni树脂亲和纯化技术对融合蛋白进行纯化获得高纯度的重组蛋白,并进行体外酶促反应以验证其功能,高效液相色谱结果表明Ao FPPS能够催化法呢基焦磷酸(farnesyl pyrophosphate, FPP)的合成。为进一步研究其表达规律,将该纯化后的重组蛋白免疫新西兰兔制备多克隆抗体,酶联免疫吸附测定(enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)检测抗体具高效价,且Westernblot结果显示该抗体可特异性识别Ao FPPS蛋白,建立了Ao FPPS的快速免疫检测方法。本研究为揭示Ao FPPS在泽泻体内的作用机制及其基因的调控与表达奠定基础,为利用植物基因工程提高泽泻资源性活性成分含量、改善中药材品质提供科学依据。

膜荚黄芪法呢基焦磷酸合酶基因密码子偏性分析

目的法呢基焦磷酸合酶(farnesyl pyrophosphate synthase,FPS)是调控黄芪甲苷生物合成途径关键酶,为该基因外源表达选择合适的宿主,进而为提高黄芪甲苷产量提供理论依据。方法以长白山膜荚黄芪为植物材料,克隆了FPS基因的编码序列。运用EMBOSS及Codon W等在线软件分析了FPS基因的密码子偏好性,并将其与玉米、青蒿等7种植物FPS基因及大肠杆菌基因组密码子偏好性进行比较。结果膜荚黄芪FPS基因偏好于以A或T碱基结尾的密码子,与大肠杆菌Escherichia coli基因组共有22个密码子存在差异。结论进一步提高膜荚黄芪FPS基因在大肠杆菌中的表达水平,需对其密码子进行优化。

温郁金法呢基焦磷酸合酶(CwFPPS)基因的克隆、亚细胞定位及表达分析

目的克隆温郁金Curcuma wenyujin萜类生物合成中的限速酶法呢基焦磷酸合酶(farnesyl pyrophosphate synthase,FPPS)的全长cDNA序列。方法根据温郁金转录组数据设计特异引物,PCR扩增FPPS全长cDNA序列并对其进行生物信息分析;构建“基因-GFP”融合表达载体,利用农杆菌介导烟草叶片进行亚细胞定位分析;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测基因在植物组织中的特异性表达。结果温郁金CwFPPS基因全长1196 bp,包含1个长为1071 bp的开放阅读框,编码356个氨基酸,GenBank登入号为MT489462;CwFPPS编码蛋白属于类异戊二烯生物合成酶超级家族(C1)成员,包含5个保守的功能域,其中2个是富含天冬氨酸(DDXXD)的活性中心;亚细胞定位显示该蛋白位于泡质、细胞膜或细胞核上。qRT-PCR分析表明,CwFPPS基因在根茎中特异表达,相对表达水平是叶片中的13.7倍。结论克隆获得的温郁金CwFPPS基因全长及其特异表达信息,可为后续进行基因功能鉴定及倍半萜成分的代谢工程研究提供依据。