金银花香豆酸3-羟化酶基因LjC3H2的生物信息学分析

香豆酸3-羟化酶广泛存在于植物中,属于细胞色素P450家族的CYP98A亚家族。该酶能在植物苯丙素代谢中催化苯环C3位置的羟基化反应,是绿原酸生物合成的关键酶之一。本文以金银花香豆酸3-羟化酶基因LjC3H2为研究对象,采用生物信息学方法进行分析。结果表明,LjC3H2无信号肽,无跨膜结构域,偏亲水,定位于内质网上;二级结构以α螺旋为主,无规则卷曲较多。LjC3H2与其他植物同源蛋白氨基酸序列比对和系统发育分析表明,LjC3H2与蓟、桔梗的C3H亲缘关系较近,与同属于金银花的LjC3H亲缘关系较远;该蛋白的三级结构与细胞色素P450三级结构相似。

当归香豆酸-3-羟化酶基因ASC3H的克隆及表达模式与阿魏酸含量相关性分析

目的:对当归中香豆酸-3-羟化酶基因(C3H)全长进行克隆,进行生物信息学与基因表达模式分析,结合当归根不同组织部位阿魏酸的含量,推测ASC3H基因功能。方法:基于前期转录组测序结果,通过实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)克隆全长cDNA序列,运用生物信息学方法分析该序列特征,并利用Real-time PCR和高效液相色谱法(HPLC)分别测定当归不同组织中ASC3H基因表达量及阿魏酸含量。结果:克隆获得当归ASC3H全长基因(登录号MN2550298),开放阅读框(ORF)长度为1530 bp,编码509个氨基酸,理论相对分子质量为57.86 kDa,等电点8.36,为不含信号肽的亲水性不稳定蛋白,定位于叶绿体中,有跨膜区,具有多个磷酸化位点,含有细胞色素P450的保守结构域CGYDWPKGYGPIINVW_P450(383~399 aa);多重氨基酸序列比对分析结果显示ASC3H与其他植物的C3H基因具有较高相似性,并与同科植物大阿米芹的同源性最高;Real-time PCR结果显示ASC3H基因在当归不同组织的表达量不同;HPLC结果表明阿魏酸成分在当归根皮层组织含量最高,周皮、中柱次之。结论:成功获得当归C3H基因序列,分析了其蛋白结构与特异性表达特征,推测ASC3H可能参与当归阿魏酸的合成,为进一步研究C3H基因在当归阿魏酸生物途径中的功能提供了参考依据,也为遗传改良当归品质奠定了研究基础。

丹参香豆酸-3-羟化酶基因(SmC3H)的生物信息学及其组织表达模式分析

通过分析丹参转录组数据库(SRX021907)得到一条香豆酸-3-羟化酶(C3H)基因,blast比对发现该基因为丹参C3H(EU358957.1),该基因c DNA全长1 704 bp,包括1个1 503 bp的开放阅读框,编码508个氨基酸。生物信息学分析表明,其编码蛋白的分子量为57.21 k D,等电点为8.53,含琢-螺旋,延伸链和无规则卷曲,具有1个细胞色素P450蛋白(CYP450)特异的保守结构域。聚类分析表明其与芝麻的亲缘关系最近。组织特异性表达分析结果表明,该基因在茎中的表达量最丰富,其次是叶和花,根中最低。

苎麻C3H基因的克隆、生物信息学分析及表达分析

旨在为后期验证C3H基因编码蛋白功能并最终实现低木质素优良苎麻品种的基因工程育种奠定基础。基于苎麻高通量测序信息,利用RACE技术克隆C3H基因全长序列,对其进行生物信息学分析;并利用荧光定量技术对苎麻C3H的表达模式进行研究。获得了全长为1940 bp的苎麻C3H基因c DNA序列Bn C3H-1(Gen Bank登录号为KY078743)。Bn C3H-1基因编码蛋白理化性质和结构的分析表明,该基因编码一个含511个氨基酸,分子量为57.80 k D的亲水性蛋白,它可能定位在内质网上。氨基酸序列和结构分析显示Bn C3H-1有一个保守区域,即P450结构域。系统进化分析表明,该基因与巨桉和苦荞C3H基因具有很高的同源性。

灰毡毛忍冬LmC3H1基因的克隆及表达模式与绿原酸含量相关性分析

目的:以灰毡毛忍冬为材料,克隆对-香豆酸3-羟化酶(LmC3H1)基因,进行生物信息学和表达模式分析,结合绿原酸含量,研究推测灰毡毛忍冬LmC3H1基因的功能。方法:通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和RACE技术克隆LmC3H1基因的全长cDNA序列,对该序列进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)和HPLC分别测定灰毡毛忍冬茎、叶及不同花期花中LmC3H1的相对表达量及绿原酸含量。结果:克隆得LmC3H1(GenBank:MN177695)基因,开放阅读框(ORF)长度为1533 bp,编码510个氨基酸,推测其分子式为C2618H4134N718O727 S22,相对分子质量为58005.32,等电点8.92,为亲水性蛋白,定位于叶绿体中,具有跨膜区域LLLIPAVLFLISLVYPLI,含有细胞色素P450的保守结构域CYTOCHROME_P450(422-433 aa);Real-time PCR结果显示,LmC3H1在灰毡毛忍冬茎、叶及不同花期花有不同程度的表达,其中在花发育阶段,白色花蕾期相对表达量最高,花蕾初期及白色开花期次之;白色花蕾期花与茎、叶比,花的相对表达量最高,叶的最低;HPLC结果显示,从绿白色花蕾期到金黄色开花期绿原酸含量呈上升趋势,金黄色开花期含量最高,不同器官中,花中绿原酸最高,茎最低。结论:克隆得到灰毡毛忍冬LmC3H1基因,推测LmC3H1可能参与灰毡毛忍冬花绿原酸的生物合成。该研究为进一步研究该基因的功能及探究灰毡毛忍冬绿原酸生物合成和调节机制提供了依据,同时为遗传改良灰毡毛忍冬品质奠定了基础。