假地豆碳糖基转移酶基因的克隆、生物信息分析及原核表达

碳糖基转移酶(CGTs)是植物中黄酮碳苷生物合成途径中关键酶,具有催化黄酮类底物生成黄酮苷类化合物的功能。本研究对药用植物假地豆(Desmodium heterocarpon(L.)DC.)中黄酮碳糖基转移酶基因(DhCGT1)进行克隆、生物信息学分析、异源表达和蛋白纯化。结果表明DhCGT1基因全长1446 bp,含481个氨基酸,DhCGT1蛋白的相对分子质量为53.55 kD,含47个极性氨基酸残基,51个非极性氨基酸残基,等电点(pI)为6.44,分子式CHNOS,脂溶系数为88.38,平均疏水性为0.822,半衰期为30 h。不稳定指数为47.80,属于不稳亲水蛋白。DhCGT1蛋白是非分泌蛋白,没有信号肽识别功能,并且该蛋白不存在跨膜区,亚细胞定位预测分析结果显示DhCGT1蛋白位于质膜上。经多序列比对和亲缘关系分析显示,DhCGT1基因编码的氨基酸序列与大豆(Glycine max)和豇豆(Vigna unguiculata)序列相似度高达67.38%。作为黄酮碳苷的生物合成过程中的关键酶,CGTs催化并生成了多种具有重要活性的黄酮碳苷类化合物。本研究首次成功克隆、异源表达并纯化了山蚂蝗属假地豆植物中的DhCGT1基因,这为进一步研究DhCGT1基因功能及假地豆中黄酮碳苷合成途径的分子机制提供基础。