南极莫氏黑粉菌热激蛋白70家族启动子鉴定及活性比较

【背景】南极莫氏黑粉菌(Moesziomyces antarcticus)由于能够产生优良的生物表面活性剂和脂酶而被深入研究,但目前仍缺乏遗传操作相关的基因表达元件。【目的】检测南极莫氏黑粉菌热激蛋白70超家族全部7个基因的启动子表达活性,明确该菌中不同热激蛋白70家族成员的启动子活性差异,并筛选出可用于调控南极莫氏黑粉菌基因表达的强启动子。【方法】通过基因组数据库获得南极莫氏黑粉菌JCM10317菌株中7个热激蛋白70家族成员的基因信息,利用生物信息学方法进行热激蛋白70家族进化分析并预测热激蛋白70启动子(P_(Hsp70))序列中的关键顺式作用元件,然后构建7个热激蛋白70启动子连接增强型绿色荧光蛋白基因的重组表达载体,通过测定阳性转化子荧光值和荧光显微观察比较不同热激蛋白70家族成员启动子的活性差异。【结果】蛋白进化分析表明7个热激蛋白70家族成员分别属于不同亚家族,并且各成员启动子中的顺式作用元件种类和数量也具有明显差异。此外,以P_(Hsp701)、P_(Hsp702)、P_(Hsp703)、P_(Hsp704)、P_(Hsp705)、P_(Hsp706)和P_(Hsp707)构建的重组质粒转化菌株BDH3-1所获得的阳性转化子平均荧光值分别为对照的12.8、1.6、2.9、5.8、4.6、5.0和1.5倍,与荧光显微观察结果一致。【结论】根据生物信息学分析及绿色荧光蛋白表达结果发现,南极莫氏黑粉菌热激蛋白70家族不同成员间的启动子活性差异显著,其中PHsp701的活性最高,是南极莫氏黑粉菌中的强启动子,P_(Hsp704)、P_(Hsp705)、P_(Hsp706)启动子活性次之,可作为备选启动子用于后续研究。