棉花精氨酸脱羧酶基因GhADC1克隆与表达分析

以抑制性消减杂交(SSH)文库序列为基础,采用生物信息学和RT-PCR方法从陆地棉中克隆出精氨酸脱羧酶基因,命名为GhADC1,GenBank登录号为KC851856。该基因全长2954 bp,其中5'非翻译区477 bp,具有多个参与胁迫响应的顺式作用元件和一个编码8个氨基酸的微型编码序列(uORF);主编码区(mORF)2181 bp,共编码726个氨基酸,其中N端具有叶绿体定位信号肽。推测的GhADC1蛋白具有PLP结合位点及Orn/Dap/Arg脱羧酶的信号位点,属于典型的III型PLP依赖型精氨酸脱羧酶家族成员。荧光定量RT-PCR结果表明,正常条件下,GhADC1在叶片中表达量高于茎和根部组织,且在抗黄萎病品种冀棉20中的表达水平高于耐病品种中521;黄萎病菌胁迫能够快速诱导抗病品种根部GhADC1表达,而在耐病品种中未见明显差异,推测在抗病品种中GhADC1可能参与根部对黄萎病菌胁迫的早期应答。

低温胁迫下褪黑激素对烟草悬浮细胞精氨酸脱羧酶活性的影响

研究了褪黑激素对烟草(Nicotiana tabacum)悬浮细胞在低温胁迫下精氨酸脱羧酶活性及细胞生存率的影响。发现褪黑激素可以明显提高低温胁迫下烟草悬浮细胞精氨酸脱羧酶的活性,并明显提高细胞的生存率。表明褪黑激素可能在低温条件下通过调节植物细胞内多胺的合成而提高抵御冷害的能力。

花生幼苗内精氨酸脱羧酶的初步研究

花生体内控制多胺生物合成的主要酶是ＡＤＣ主要定位于代谢活跃的分生组织内。部分纯化（１３倍）的酶最适底物是Ｌ－Ａｒｇ，Ｋｍ值和Ｖｍａｘ依次为０．５６ｍｍｏｌ／Ｌ、０．６６μｌＣＯ２／ｍｇｐｒｏｔｅｉｎ．ｍｉｎ。反应最适ｐＨ和温度为８～８．５和４０～４５℃。该酶对热、乙醇、脲稳定性差。０．８ｍｍｏｌ／ＬＰＬＰ（磷酸吡哆醛）可提高酶活性２１％，ＤＴＴ（二硫苏糖醇）、ＭＥ（巯基乙醇）提高酶的稳定性，对氯苯汞甲酸酯抑制酶活７０％。说明ＡＤＣ可能以ＰＬＰ为辅酶，活性中心含有巯基。６－ＢＡ、ＧＡ３可明显提高酶活性。二价金属离子对酶活性影响很小。Ｓｐｄ（亚精胺）、Ｓｐｍ（精胺）和Ｐｕｔ（腐胺）均不同程度地降低酶活性，多胺的生物合成途经中可能存在反馈调节机制。

枯草芽孢杆菌BJ3-2精氨酸脱羧酶基因speA的克隆与序列分析

根据GenBank中枯草芽孢杆菌168菌株的精氨酸脱羧酶基因speA序列设计特异性引物,提取Bacillus subtilis BJ3-2基因组DNA进行PCR扩增,并克隆至pGEM-T载体后测序。序列分析结果表明,Bacillus subtilis BJ3-2 speA基因ORF长为1 473 bp,可编码490个氨基酸,分子质量为53.53ku,基因登录号为KJ561348,与已报道枯草芽孢杆菌的speA基因核苷酸序列和氨基酸序列同源性均达93%以上,精氨酸脱羧酶氨基酸序列系统进化树分析,发现Bacillus subtilis BJ3-2的ADC与Bacillus subtilis 168亲缘关系最近,属于典型的III型PLP依赖型鸟氨酸/赖氨酸/精氨酸脱羧酶家族成员。speA基因序列分析及其蛋白保守结构域的分析,为有效控制水豆豉产品中生物胺含量的研究提供了理论依据。

精氨酸及精氨酸脱羧酶抗体对痛阈及吗啡镇痛作用的影响(英文)

目的进一步阐明胍丁胺对阿片药理作用的影响。方法采用小鼠醋酸扭体法、小鼠热辐射甩尾法、小鼠热板法评价了精氨酸及精氨酸脱羧酶抗体对痛阈、吗啡镇痛及其耐受作用的影响。结果在小鼠醋酸扭体实验中,脑室注射精氨酸能剂量依赖性地抑制小鼠扭体次数,最大抑制率达84 %。在小鼠热辐射甩尾模型中,精氨酸不影响小鼠的甩尾时间,但能剂量依赖性地增强吗啡的镇痛作用,使吗啡2 .5 mg·kg-1的最大可能镇痛百分率从23 %增加到71 %。此外,在小鼠热辐射甩尾实验中,精氨酸能抑制吗啡100 mg·kg-1所诱导的急性耐受。精氨酸上述作用可被咪唑啉受体拮抗剂咪唑克生(3mg·kg-1,ip)所抑制。在小鼠热辐射甩尾实验和小鼠55℃热板实验中,精氨酸脱羧酶抗体能抑制吗啡镇痛,并能加重吗啡所致的耐受。结论上述结果提示,精氨酸及精氨酸脱羧酶在痛阈、吗啡镇痛及吗啡依赖形成过程中具有重要作用。

精氨酸脱羧酶和谷酰胺转移酶活性的测定方法

介绍了一种测定精氨酸脱羧酶和谷酰胺转移酶活性的方法———苯甲酰化 紫外检测 ,并鉴定了该方法的灵敏性。

精氨酸脱羧酶活性与冬小麦抗旱性关系的研究初报

多胺(Polyamine)是生物体代谢过程中产生的具有生物活性的低分子量脂肪族含氮碱。常见的有腐胺、尸胺、亚精胺和精胺等。近年来发现多胺是一类重要的代谢调节物质,直接或间接地影响着细胞的生命活动[1、3]。特别是当任何组织的生长速率有显著改变时,多胺的含量也发生相应的改变[2、3、4]。植物体内的腐胺、亚精胺主要是由精氨酸脱羧进一步转化而来的[1、2、3、5、8]。精氨酸脱羧酶(ADC,EC.4.1.1.19)是多胺生物合成的限速酶。

枯草芽孢杆菌精氨酸脱羧酶基因speA的表达与蛋白纯化

根据枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BJ3-2的精氨酸脱羧酶(ADC)的编码基因spe A序列设计特异性酶切引物,克隆基因speA序列。测序结果显示,基因speA全长为1473 bp,编码490个氨基酸,分子质量为58 ku。基因spe A克隆至原核表达载体,获得重组菌pET28a-spe A/BL21,十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)结果显示,1.0 mmol/L的异丙基β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)28℃诱导4 h,上清液和菌体均能表达出ADC蛋白,上清液经纯化、透析、冷冻干燥可获得纯度97%的ADC酶,酶联免疫吸附检测(ELISA)ADC酶活为16780 U/mg。为speA基因的表达、纯化及酶学性质研究奠定了理论基础。

不同生态型芦苇叶片中多胺浓度和精氨酸脱羧酶活性的季节变化

对分布于甘肃省河西走廊的４种生态型芦苇叶片中多胺浓度和精氨酸脱羧酶活性的季节变化动态进行了比较研究。结果表明，四者均含有相同的多胺类别，且随着季节的推移，多胺总量均呈下降趋势。５－９月份，适应干旱胁迫的沙丘芦苇和适应盐胁迫的轻度盐化草甸和重度盐化草甸芦苇保持了较高的ＡＤＣ活性和亚精胺、精胺水平。腐胺的累积，其结果表现为Ｐｕｔ／Ｓｐｄ＋Ｓｐｍ降低，水生芦苇ＡＤＣ活性最低，Ｐｕｔ／Ｓｐｄ＋Ｓｐｍ较高，

烟草精氨酸脱羧酶的蛋白质特性分析

为了研究参与烟草多胺合成的精氨酸脱羧酶的蛋白特性,运用生物信息学的方法分析了烟草精氨酸脱羧酶的理化特性、系统进化、氨基酸序列、保守区域和二级结构。结果表明:烟草精氨酸脱羧酶的等电点为4.99~6.78,氨基酸数为558~733,疏水性为-0.050~0.079,脂肪指数为88.04~92.08,不稳定指数为39.54~44.14;经进化树分析,烟草精氨酸脱羧酶分为2组,组1为Nt CAD1、Nt CAD2和Nt CAD5,组2为Nt CAD3和Nt CAD4;经序列比对分析,Nt CAD1、Nt CAD2和Nt CAD5的同源性较高,Nt CAD3和Nt CAD4的同源性较高,且组2均具有1个精氨酸脱羧酶保守序列和2个丙氨酸消旋酶/Ⅳ组脱羧酶保守序列;烟草精氨酸脱氢酶各成员的二级结构所占比例均为α-螺旋>无规则卷曲>β-折叠>β-转角。

马鲛鱼中精氨酸脱羧酶的基因克隆及生物信息学分析

本研究以马鲛鱼贮藏期内腐败产胺菌-霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei)为研究对象,通过基因工程和生物信息学多种分析方法,探究马鲛鱼种霍氏肠杆菌精氨酸脱羧酶的理化性质。通过T-A克隆并测序得到ADC基因,将其翻译成蛋白序列,然后预测蛋白质一级结构、二级结构以及三维构象,分析ADC蛋白质的理化性质及其功能。结果显示:ADC蛋白由93个氨基酸构成,预估分子量大小约为10.82 ku、理论等电点是8.64、原子组成为C_(492)H_(746)N_(136)O_(135)S_(3)、半衰期>10 h(大肠杆菌,体内)、脂肪系数是86.02;总平均亲水性是-0.35整体表现为亲水性,是可溶性蛋白;不稳定系数为48.57,且ADC蛋白不存在信号肽,不是分泌蛋白。这些结果以及同时预测的ADC蛋白的二级结构和三维构象,为后续的深入研究提供参考,今后在基因克隆的基础上,将进行蛋白质的表达、分离纯化和性质研究,进一步解析精氨酸脱羧酶。

精氨酸脱羧酶的应用

一.原理采用引进的精氨酸分析菌种大肠杆菌NCTC7020,使它在一定的温度和体积下与L-精氨酸起反应,促使精氨酸脱羧放出CO_2气体量的改变可由压力的改变测得,用华勃氏呼吸仪测定生成CO_2,以CO_2量计算出精氨酸的量,反应如下:

颠茄精氨酸脱羧酶基因的克隆与表达分析

目的克隆颠茄Atropa belladonna精氨酸脱羧酶(arginine decarboxylase,ADC)基因并进行生物信息学、组织表达谱和诱导谱分析。方法以颠茄总RNA反转录的cDNA为模板,采用RACE技术克隆颠茄ADC基因的全长cDNA序列,利用BLAST和PBIL等在线工具进行生物信息学分析,采用实时定量PCR(q RT-PCR)技术对ADC基因进行组织表达谱和诱导谱分析。结果克隆到2个ADC基因,分别命名为AbADC1(登录号KT802752)和AbADC2(登录号KT802751)。AbADC1基因cDNA全长为2 817 bp,编码712个氨基酸残基;AbADC2基因cDNA全长为2 992 bp,编码715个氨基酸残基。蛋白质序列比对表明,AbADC1与马铃薯Solanum tuberosum ADC的相似性较高,为89%;AbADC2与曼陀罗Datura stramonium ADC的相似性较高,为90%。q RT-PCR检测结果表明,AbADC1在须根中的表达量最高,而AbADC2在主根中的表达量最高;AbADC1和AbADC2均不受盐胁迫响应,AbADC2受低温胁迫响应。结论首次克隆并获得了2条颠茄ADC基因全长序列,为进一步研究颠茄托品烷类生物碱的代谢合成奠定了基础。

精氨酸脱羧酶基因AtADC2通过调节超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性增强拟南芥耐盐性

腐胺(Put)在植物耐盐中有重要作用。精氨酸脱羧酶(ADC)是Put合成的关键限速酶,该酶参与植物对盐胁迫响应的机制还不清楚。本文以拟南芥中编码ADC的基因At ADC2功能缺失突变体(adc2-3)和At ADC 2超表达家系(ADC2-OE)为材料,用Na Cl模拟盐胁迫条件,研究At ADC2对盐胁迫下拟南芥生长的影响机制。结果表明,盐胁迫诱导At ADC2基因在拟南芥主根根尖表达上调。在150 mmo l·L-1 Na Cl胁迫下,与野生型相比,adc2-3生长受到严重抑制,丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O2ˉ·)和过氧化氢(H2O2)含量均上升,而At ADC2超表达家系中H2O2含量有所下降。另外,盐处理后At ADC2超表达家系中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著升高,而adc2-3中变化不明显。由此可见,盐胁迫诱导At ADC2基因表达,从而调节SOD和CAT活性来增强拟南芥的抗盐性。

自诱导在精氨酸脱羧酶表达及催化中的应用

[目的]旨在探求自诱导系统在精氨酸脱羧酶表达活性及催化活性方面的可行性。[方法]采用PCR方法,从Escherichia coli BL21基因组中扩增出精氨酸脱羧酶基因spe A,构建重组菌E.coli BL21-p ET20b(+)-spe A。分别用ZYM-5052自诱导培养基和LB-IPTG诱导培养基对重组菌株进行诱导,用HPLC法测定酶活性和转化产物含量。[结果]精氨酸脱羧酶基因在大肠杆菌中得到有效表达,其相对分子量为70 k Da。采用自诱导途径表达精氨酸脱羧酶,与IPTG诱导相比,自诱导菌体OD600是其1.95倍,酶活性是其6倍。自诱导比IPTG诱导菌体转化生成胍基丁胺的含量高1.8 g/L,转化率提高12.5%。[结论]精氨酸脱羧酶基因spe A可通过自诱导获得大量表达,且表达活性及催化活性比传统IPTG诱导效果更好,该研究为重组酶的高水平表达提供了有效的方法。

缺钾对粗柠檬叶片氨、精氨酸和丁二胺含量及代谢变化的影响

缺钾对粗柠檬幼苗鲜重和干重均较正常供钾植株减少了４倍（Ｐ＜０．００１）。连续８个月对最新展开叶的氨代谢分析结果显示：缺钾植株叶片氨含量比对照高２．５倍（Ｐ＜０．００１）；精氨酸代谢加强，游离精氨酸浓度增加比对照高３．５倍（Ｐ＜０．００１）；游离脯氨酸校对照高１．６倍，而丁二胺含量增加了１０倍；缺钾条件下叶片精氨酸脱羧酶活性增强。

精氨酸-胍基丁胺代谢的研究进展

近几年来,随着对精氨酸代谢的研究,发现除了存在精氨酸-一氧化氮代谢途径外,还存在着精氨酸-胍基丁胺代谢途径。该反应由精氨酸脱羧酶催化,在体内有广泛的分布。这两条代谢途径间存在着密切的相互调节关系。

酶法转化精氨酸生产胍基丁胺

生物法合成胍基丁胺具有成本低、绿色高效等优点,开发微生物发酵法产精氨酸脱羧酶,利用该酶催化精氨酸生成胍基丁胺具有重要意义。该实验以重组大肠杆菌为研究对象,进行单因素实验考察了不同诱导培养温度对菌体细胞表达重组蛋白的影响,不同pH条件对精氨酸脱羧酶活性的影响。然后采用实验设计优化培养基组成,分析各种成分对重组蛋白生产的影响。通过将抑制性成分去除,对蛋白表达有促进作用成分加量,使得精氨酸脱羧酶的酶活提高了2.23倍。优化了转化过程中辅酶的添加量,降低了胍基丁胺的生产成本。15 L发酵罐发酵与转化放大实验,硫酸胍基丁胺产量达到了279.21 g/L,转化率98%。该研究为胍基丁胺的工业化生产奠定了基础。

植物鸟氨酸脱羧酶家族基因鉴定及进化分析

精氨酸脱羧酶(ADC)和鸟氨酸脱羧酶(ODC)共同负责腐胺的合成,而烟草等茄科植物中,因为腐胺是尼古丁的前体,ADC、ODC对于尼古丁合成具有特殊意义。为系统梳理ODC和ADC在植物基因组中的状况,我们对其基因进行了全面的鉴定和进化分析,并重点考察了其在茄科植物番茄中的表达。首先,我们从已阐明功能的ADC和ODC蛋白序列中,均鉴定了两个保守结构域;在此基础上,结合HMMER和BLAST,从10个植物基因组中共鉴定得到了46个鸟氨酸脱羧酶家族基因。对其构建进化树,发现它们分成3个亚家族:ODC、ADC和DapDc;这些基因均为脱羧酶基因。人类和酵母基因均聚在ODC这一枝,表明ODC在本家族中进化最早。拟南芥和苔藓中均不存在ODC基因,表明此基因在这两个植物基因组中发生了丢失。ADC基因在植物登陆后才得以进化形成。DapDc基因数目极为保守,表明它在植物进化过程中受到了严格的控制。

鸭梨PbADC基因的鉴定及在果心褐变中的表达

为探究精氨酸脱羧酶(ADC)在鸭梨果心褐变中的调控作用,以鸭梨为材料,对ADC进行鉴定、蛋白生物信息学分析以及基因表达模式分析。结果表明:成功鉴定1个PbADC基因,该基因开放阅读框(ORF)为2193 bp,编码蛋白730个氨基酸残基。系统发育分析表明PbADC蛋白与杜梨、苹果、秋子梨×西洋梨和湖北海棠ADC亲缘关系较近,同源比对结果显示PbADC蛋白包含完整的Orn_Arg_deC_N结构域、精氨酸脱羧酶家族2-磷酸吡哆醛结合位点和2个重要的酶活位点。生物信息学分析显示PbADC为亲水性不稳定蛋白,蛋白分子质量78.403 ku,理论等电点5.23。二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,不含信号肽和跨膜结构。急速降温处理组的鸭梨果心褐变指数大于缓慢降温处理组。荧光定量PCR及酶活分析结果表明,在鸭梨褐变发生过程中,PbADC基因的表达量出现先升后降的趋势,其表达量与ADC酶活力的变化相吻合。本研究明确了PbADC蛋白的生物信息学特性及PbADC基因在贮藏期间的差异表达,为今后深入开展鸭梨采后果心褐变发生机制研究提供了理论基础。