丹参2-酮戊二酸依赖性双加氧酶基因克隆及表达分析

以商洛紫花丹参为材料,对其转录组序列SRA020132进行Blast分析,采用PCR技术克隆得到丹参2-酮戊二酸依赖性双加氧酶基因Sm2-ODD1,GenBank登录号为JN935923。Sm2-ODD1基因全长1 365bp,包含3个外显子和2个内含子;cDNA全长1 189bp,读码框951bp,编码316个氨基酸残基;预测的编码蛋白具有2-酮戊二酸依赖性双加氧酶中结合2-酮戊二酸和亚铁离子的"H-T-D"、"H-X"和"R-Y-S"保守基序以及"果冻状"空间结构。表达分析显示,Sm2-ODD1在丹参各个器官都表达,但表达水平具有组织特异性,在根中表达量最高,在叶中表达量最低;该基因表达明显受到MeJA、GA3和ABA的诱导,可能参与了丹参萜类代谢下游途径。

红球菌35R1中邻苯二酚1,2-双加氧酶的表达及纯化

3,5-二甲基苯酚(3,5-DMP)是一种重要的精细化工原料以及有机合成中间体,在工农业生产领域广泛应用并大量排放到环境中,对人类和环境造成了巨大的危害。Rhodococcus sp.35R1是一株以3,5-二甲基苯酚为唯一碳源和能源的高效降解菌。为验证菌株35R1中3,5-二甲基苯酚是通过邻苯二酚途径开环代谢的,通过生物信息学分析,寻找到35R1基因组上的邻苯二酚1,2-双加氧酶编码基因catA,通过一步克隆法将其连接到表达载体pET28a(+)上,然后,将其转化至表达宿主E.coli BL21(DE3)中,从而进行该基因的异源表达。结果成功在35R1基因组上扩增到catA基因,构建了重组质粒pET28a-catA,采用自诱导的方法诱导表达了邻苯二酚1,2-双加氧酶,纯化酶可催化邻苯二酚生成顺式粘糠酸。

下调HIF-1α/PLOD2信号通路对缺氧肾透明细胞癌786-0和ACHN细胞株增殖、迁移和侵袭的影响

目的 探讨缺氧条件下缺氧诱导因子1α(HIF-1α)影响肾透明细胞癌(ccRCC)细胞迁移、侵袭和增殖的机制。方法 体外培养人ccRCC细胞,分为正常对照组(NG组)、缺氧组(Hypoxia组,1%O2)和缺氧+HIF-1α抑制剂组(Hypoxia+PX-478组,55μmol·L-1/45μmol·L-1)。用CCK-8法检测细胞活力;用Western blot实验检测各组ccRCC细胞中HIF-1α、2-酮戊二酸5-双加氧酶2(PLOD2)蛋白表达量;用细胞划痕实验检测ccRCC细胞迁移能力;用Transwell实验检测ccRCC细胞迁移、侵袭能力;用克隆形成实验检测ccRCC细胞增殖能力。结果 HIF-1α抑制剂加入后的细胞活力降低,且随着药物浓度升高而降低;与NG组相比,Hypoxia组HIF-1α、PLOD2蛋白表达量均增加(P均<0.05),与Hypoxia组相比,Hypoxia+PX-478组HIF-1α、PLOD2蛋白表达量发均降低(P均<0.05);与NG组相比,Hypoxia组ccRCC细胞786-0的迁移、侵袭和增殖能力均提高(P均<0.01),与Hypoxia组相比,Hypoxia+PX-478组细胞的迁移、侵袭和增殖能力均降低(P均<0.01)。结论 缺氧条件下,下调HIF-1α/PLOD2通路可抑制786-0和ACHN细胞的迁移、侵袭和增殖。

PLOD1、NFE2L3、KLKB1蛋白在结直肠癌组织中的表达水平及与其临床病理特征的相关性

目的 探讨前胶原赖氨酸2-氧代戊二酸5-双加氧酶1(PLOD1)、核因子E2相关因子3(NFE2L3)、血浆激肽释放酶B1(KLKB1)蛋白在结直肠癌组织中的表达水平及与其临床病理特征的相关性。方法 回顾性选取2020年1月至2023年12月安康市中心医院收治的120例结直肠癌患者作为研究对象。分别取患者的结直肠癌组织及癌旁组织进行免疫组织化学检测,检测PLOD1、NFE2L3、KLKB1蛋白表达水平。并对比不同TNF分期、组织分化程度、淋巴结转移患者PLOD1、NFE2L3、KLKB1蛋白表达水平,并采用Spearman相关性分析法分析PLOD1、NFE2L3、KLKB1蛋白表达水平与临床病理特征的相关性。结果 结直肠癌组织PLOD1、NFE2L3蛋白阳性率分别为70.00%、60.00%,均高于癌旁组织(22.50%、17.50%),结直肠癌组织KLKB1蛋白阳性率为43.33%,低于癌旁组织(71.67%),差异均有统计学意义(P<0.05)。TNF分期Ⅳ期患者PLOD1与NFE2L3蛋白阳性率分别为100.00%与95.24%,均明显高于Ⅲ期(83.33%与73.33%)、Ⅱ期(59.09%与45.45%)、Ⅰ期(48.00%与32.00%),Ⅳ期患者KLKB1蛋白阳性率为14.29%,明显低于Ⅲ期(36.67%)、Ⅱ期(34.09%)、Ⅰ期(92.00%),差异均有统计学意义(P<0.05)。低分化患者PLOD1与NFE2L3蛋白阳性率分别为100.00%与90.00%,明显高于中分化(81.13%与50.94%)、高分化(44.68%与23.40%),低分化患者KLKB1蛋白阳性率为20.00%,明显低于中分化(30.19%)、高分化(68.09%),差异均有统计学意义(P<0.05)。Spearman相关分析显示:PLOD1、NFE2L3与TNF分期、淋巴结转移、肿瘤分化程度具有相关性,KLKB1与TNF分期、淋巴结转移、肿瘤分化程度具有相关性(P<0.05)。结论 结直肠癌患者肿瘤组织中PLOD1、NFE2L3蛋白呈现低表达状态,KLKB1蛋白呈现高表达状态,且PLOD1、NFE2L3、KLKB1蛋白表达水平与结直肠癌的TNF分期、组织分化程度及淋巴结转移情况密切相关。

PLOD1在口腔鳞状细胞癌组织和细胞中的表达及其意义

目的:探讨前胶原赖氨酸,2-酮戊二酸5-双加氧酶1(PLOD1)在口腔鳞状细胞癌(OSCC)组织和细胞中的表达及其对OSCC细胞生物学行为的影响,阐明PLOD1作为OSCC预后标志物的潜力。方法:采用肿瘤免疫评价资源(TIMER)数据库、基因表达谱交互分析(GEPIA)数据库和Kaplan-Meier Plotter数据库分析头颈部鳞状细胞癌(HNSC)组织中PLOD1 mRMA表达水平及其与HNSC患者生存期的关联。免疫组织化学法检测110例OSCC组织和64例癌旁组织中PLOD1蛋白表达情况,分析其与OSCC患者临床病理特征和预后的关系。采用受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)评估PLOD1在OSCC诊断中的价值。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法和Western blotting法检测人正常口腔上皮HOK细胞和OSCC SCC15和CAL27细胞中PLOD1 mRNA和蛋白表达水平。利用脂质体法将小干扰RNA(siRNA)片段转染至SCC15细胞,分为si-NC组(转染阴性对照si-NC)和si-PLOD1组(转染si-PLOD1),采用CCK-8法、细胞划痕愈合实验和Transwell小室实验分别检测2组细胞增殖活性、划痕愈合率和侵袭细胞数。结果:公共数据库分析,HNSC组织中PLOD1 mRNA表达水平高于癌旁组织(P<0.05);与PLOD1低表达组比较,PLOD1高表达组HNSC患者生存期较短(HR=1.41,P=0.018)。PLOD1蛋白主要表达于OSCC细胞的细胞质中,OSCC组织中PLOD1表达强度高于癌旁组织(P<0.01),并与OSCC患者T分期和TNM分期有关(P=0.021,P=0.004)。PLOD1诊断OSCC的AUC为0.811,特异度和灵敏度分别63.64%和90.63%。Kaplan-Meier生存分析,与PLOD1低表达组比较,PLOD1高表达组OSCC患者生存率降低(P<0.01);COX回归分析,PLOD1高表达是影响OSCC预后的独立危险因素(P=0.012)。OSCC细胞中PLOD1 mRNA和蛋白表达水平高于HOK细胞(P<0.05)。与si-NC组比较,si-PLOD1组细胞增殖活性和划痕愈合率降低(P<0.05),侵袭细胞数减少(P<0.01)。结论:PLOD1在OSCC组织和细胞中高表达,沉默PLOD1表达可抑制OSCC细胞增殖、迁移和侵袭。PLOD1可能是OSCC新的治疗靶点和预后标志物。

前胶原赖氨酸-2-酮戊二酸-5-双加氧酶2对肾透明细胞癌增殖和迁移的影响

目的:探讨前胶原赖氨酸-2-酮戊二酸-5-双加氧酶2(PLOD2)的表达对肾透明细胞癌增殖与迁移的影响。方法:在Timer、GEPIA、UALCAN、OncoLnc数据库中分析PLOD2在肾癌中的差异表达、肾癌分期和预后(P<0.05)。在Caki-1细胞系中使用CRISPR/Cas9技术导入shRNA敲低PLOD2。设置组别为Caki-1细胞株对照组和稳定敲低PLOD2实验组的Caki-1细胞株(sh2、sh3、sh4)。通过细胞计数试剂盒(CCK-8)实验、平板克隆形成实验、Transwell实验观察PLOD2对肾癌的增殖和迁移的影响。应用独立样本t检验进行组间比较。结果:生信数据库发现PLOD2在多种癌症中高表达,其中包括肾透明细胞癌(P<0.05)。在敲低PLOD2后,CCK-8结果显示,PLOD2敲低后细胞增殖能力明显下降(1.52±1.05比1.09±0.11(t=1.832,P<0.05)和(1.52±1.05比1.07±0.71(t=1.944,P<0.05)和(1.52±1.05比1.04±0.66(t=2.09,P<0.05)。平板克隆形成实验结果显示,PLOD2敲低后细胞增殖能力显著下降(438.3±15.3比259.3±43(t=6.79,P<0.05)和(438.3±15.3比272.3±34.8(t=7.554,P<0.05)和(438.3±15.3比290.3±40.07(t=5.97,P<0.05)。Transwell实验显示,PLOD2敲低后细胞迁移能力显著下降(508.6±16.2比215.0±13.2(t=24.24,P<0.05)和(508.6±16.2比224.6±18.5(t=15.585,P<0.05)和(508.6±16.2比220.0±4.0(t=29.809,P<0.05)。结论:PLOD2在肾癌中表达上调,敲低PLOD2能抑制肾癌细胞增殖和迁移。

2-氧化戊二酸依赖的双加氧酶基因F6’H1促进拟南芥叶片衰老

拟南芥2-氧化戊二酸依赖的双加氧酶基因F6’H1缺失突变体f6’h1出现叶片衰老延迟表型。利用根癌农杆菌介导的花序浸染法转化拟南芥,再以抗性筛选方法获得了F6’H1基因诱导过量表达拟南芥植株,地塞米松(DEX)喷施处理24 h能显著诱导F6’H1基因上调表达,F6’H1基因的过量表达使转基因拟南芥叶片衰老提前。结果表明,拟南芥2-氧化戊二酸依赖的双加氧酶基因F6’H1正向调控叶片衰老。

多功能氧化酶莨菪碱6β-羟化酶的研究进展

2-酮戊二酸/Fe2+依赖的双加氧酶能够实现复杂结构化合物sp3杂化C-H键的官能化反应,并且反应条件温和,对底物具有高度的区域和立体选择性。莨菪碱6β-羟化酶(hyoscyamine 6β-hydroxylase,H6H)属于此类双加氧酶,是催化合成东莨菪碱的最后两步的关键酶,能够依次实现莨菪碱的6β-羟化和6,7位的环氧化反应。本文介绍了莨菪碱6β-羟化酶催化机制、底物谱和应用进展,对该酶转化不同结构特点底物的羟化、环氧化等反应的潜在能力进行了评估,为后续对酶的设计改造和应用研究提供理论基础。

植物对大气CO_2浓度升高的光合适应机理

光合作用对大气中CO2浓度升高适应的可能原因主要表现在以下几个方面:由于CO2浓度升高,碳水化合物过量积累,光合电子传递链中质体醌与过氧化氢(H2O2)的氧化还原信号对光合作用发生反馈抑制;核酮糖1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)的含量及其活性下降;气孔状态发生变化。此外,植物体内C/N平衡、生长调节物质和己糖激酶对光合基因表达水平的调控等多个方面会对光合适应产生影响。

大豆GmF6′H1基因的克隆及功能验证

以大豆品种‘黑农35号’为材料,利用同源克隆方法获得了一个依赖于Fe(Ⅱ)和2-酮戊二酸的双加氧酶基因,命名为GmF6′H1。荧光定量PCR分析显示GmF6′H1在大豆根中的表达量最高,其次是荚果、叶和茎;2,4-D处理对大豆GmF6′H1的转录水平影响很小,水杨酸和激动素的处理均显著提高了GmF6′H1基因的表达,但随着处理时间的延长表达水平稳定下降,最后接近处理前的水平。带有组氨酸标签的GmF6′H1异源表达的蛋白纯化后,以阿魏酰辅酶A为底物研究了其酶活特性,利用HPLC分析检测到GmF6′H1能够催化阿魏酰辅酶A生成东莨菪素。采用农杆菌介导法将该基因转入拟南芥Atf6′h1突变体,转基因拟南芥与Atf6′h1突变体植株外在表型没有明显的差异,而香豆素的含量分析显示,转基因株系根中香豆素的含量较拟南芥Atf6′h1突变体有所提高,与野生型拟南芥中香豆素的含量接近。

PLOD1、NFE2L3在结直肠癌组织中的表达及意义

目的:探讨前胶原赖氨酸2-氧代戊二酸5-双加氧酶1(PLOD1)、核因子E2相关因子3(NFE2L3)在结直肠癌组织中的表达及其意义。方法:前瞻性选取我院2020年9月至2021年6月收治的90例结直肠癌患者进行研究,取患者癌组织及癌旁组织,检测PLOD1、NFE2L3表达水平。随访2年,根据随访结果将患者分为2个亚组,即转移组(20例)和非转移组(70例),比较2组患者一般临床特征及PLOD1、NFE2L3表达水平,并应用Logistic回归分析PLOD1、NFE2L3对结直肠癌转移的预测价值。结果:结直肠癌组织PLOD1、NFE2L3阳性表达率及相对表达量均高于癌旁组织(P<0.05)。转移组与非转移组患者性别、年龄、身体质量指数(BMI)、肿瘤位置、肿瘤直径比较无明显差异(P>0.05),转移组与非转移组患者临床分期、组织分化程度、PLOD1及NFE2L3阳性率比较差异显著(P<0.05);对单因素分析具有统计学差异的指标进行赋值,最终Logistic回归分析结果显示,临床分期、组织分化程度、PLOD1阳性及NFE2L3阳性表达为结直肠癌转移的独立影响因素(P<0.05)。结论:结直肠癌患者癌组织中PLOD1、NFE2L3表达水平明显上调,其表达与结直肠癌的转移密切相关,可考虑将PLOD1、NFE2L3作为结直肠癌转移的分子标记物。

PLOD2在瘢痕疙瘩中的表达及意义

目的探讨人正常皮肤、增生性瘢痕及瘢痕疙瘩组织中原胶原赖氨酸,2-酮戊二酸5-双加氧酶2(PLOD2)的表达情况及意义。方法分别对正常皮肤、增生性瘢痕及瘢痕疙瘩组织中PLOD2蛋白及mRNA表达情况采用蛋白印迹、聚合酶链式反应以及免疫组织化学图像分析法进行定量分析。结果瘢痕疙瘩组织中PLOD2在蛋白和RNA水平表达情况,与其他2种组织相比统计发现差异有统计学意义(P<0.05)。定量分析3种组织免疫组化切片图像发现瘢痕疙瘩中的PLOD2蛋白表达存在高表达。结论瘢痕疙瘩组织中PLOD2存在高表达,可能是瘢痕疙瘩的新治疗靶点。

红花类黄酮生物合成通路2-ODD基因家族鉴定与表达分析

黄烷酮3-羟化酶(F3H)、黄酮醇合成酶(FLS)和花青素合成酶(ANS)是植物2-酮戊二酸依赖性双加氧酶(2-ODD)超级家族中的成员,在植物类黄酮生物合成途径中起着重要的作用。本研究利用生物信息学的方法,从红花基因组数据库中共筛选鉴定16个类黄酮生物合成通路上的2-ODD基因,这些基因编码蛋白的长度为283(CtFLS2)~442 aa(CtANS6),分子质量为32062.05(CtFLS2)~48245.49 Da(CtANS6),其编码蛋白均为亲水性蛋白。系统进化将其分为3个亚家族,保守基序分析发现该家族成员均含有H-x-D-xn-H和R-x-S两个保守残基,对上游2000 bp区域顺式作用元件分析显示该家族基因受到光、温度等环境因素及水杨酸、茉莉酸甲酯等植物激素的调控,利用qRT-PCR技术揭示了红花类黄酮生物合成通路上的2-ODD家族基因成员在红花不同花期及叶片中的差异表达。本研究可为深入挖掘红花类黄酮生物合成途径上的2-ODD基因的功能奠定基础。

卵巢癌组织中PLOD2的表达及其在缺氧条件下通过PI3K/Akt通路对卵巢癌细胞作用的研究

目的探究前胶原-赖氨酸,2-氧戊二酸5-双加氧酶2(PLOD2)对卵巢癌细胞的作用及其可能的作用机制。方法收集2017年8月至2019年1月在海南医学院附属海南医院行手术治疗的33例卵巢癌患者的癌组织标本作为卵巢癌组,另收集同期的行良性卵巢囊肿切除33例患者的正常卵巢组织作为正常组。采用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR)､免疫组化(IHC)和Western Blot检测组织中PLOD2的表达;将卵巢癌细胞SK-OV-3进行缺氧处理,采用RT-PCR检测PLOD2 mRNA的表达;采用Western Blot检测PLOD2､p-PI3 K､PI3 K､p-Akt和Akt的蛋白表达;采用CCK-8实验检测细胞活力;采用5-乙炔基-2′-脱氧尿苷(EdU)实验检测细胞增殖;采用Transwell实验检测细胞迁移和侵袭。结果与正常组比较,卵巢癌组卵巢组织中PLOD2 mRNA和蛋白表达､IHC评分明显升高(P<0.05)。与缺氧0h的细胞比较,缺氧24h和缺氧48h细胞中PLOD2 mRNA表达和蛋白表达明显升高(P<0.05);与缺氧24h的细胞比较,缺氧48h细胞中PLOD2 mRNA表达和蛋白表达明显升高(P<0.05)。在缺氧条件下,与si-NC组相比,si-PLOD2组细胞在24h､48h和72h的细胞活力､EdU+细胞数､迁移细胞数以及侵袭细胞数明显降低(P<0.05),PLOD2､p-PI3 K/PI3 K和p-Akt/Akt表达明显降低(P<0.05)。结论卵巢癌组织中PLOD2高表达,在缺氧条件下,PLOD2可能通过激活PI3 K/Akt通路促进卵巢癌细胞增殖､迁移和侵袭。

一种苯并二氮杂卓的杂环化合物的水相微波合成机理探讨

以3-甲基苯甲醛、达咪酮、邻苯二胺为起始原料,微波下反应可以得到较高产率的3,3-二甲基-11-间甲苯基-2,3,4,5,10,11-六氢双苯并[b,e][1,4]二氮杂卓-1-酮。本文经过一系列溶剂的尝试和对比,以水作为溶剂,反应条件简便,环境友好,后续处理方便。

新型IDO1/TDO抑制剂SHR9146的有关物质检测

目的:建立高效液相色谱法进行肿瘤免疫治疗的新型高选择性吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)/色氨酸2,3-加氧酶(TDO)抑制剂(S)-2-(4-(4-(4-(6-氟-5H-咪唑并[5,1-a]异吲哚-5-基)哌啶-1-基)苯基)-1H-吡唑-1-基)乙醇(SHR9146)的有关物质检测。方法:采用Kromasil C_(18)(250 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,以0.01 mol·L^(-1)磷酸二氢钾缓冲溶液(含0.3%三乙胺,磷酸调节pH至3.0)(A)-乙腈(B)为流动相,梯度洗脱,流速1.0 mL·min^(-1),紫外检测波长270 nm。结果:SHR9146与各有关物质的色谱分离良好,色谱响应在0.01~5.0μg·mL^(-1)浓度范围内线性关系良好(r>0.999),检测限和定量限分别约为21.95和73.16 ng·mL^(-1)。利用上述方法,对3批产品的有关物质进行分析,并采用加校正因子的主成分自身对照法计算含量,杂质SHR9146Z-399含量在0.46%~0.60%,SHR9146Z-333含量不超过0.11%,其他单个杂质含量均不超过0.10%,有关物质含量总和低于1.0%。结论:建立的HPLC-UV方法专属性好,检测灵敏度高,可用于SHR9146原料药的质量控制。

大豆GmDAO1基因的功能预测及表达分析

本研究通过在大豆基因组数据库中检索拟南芥AtDAO1在大豆中的同源基因,获得了GmDAO1基因序列。通过对GmDAO1基因编码的氨基酸序列及启动子序列进行生物信息学分析,我们发现GmDAO1基因CDS序列全长951bp,编码316个氨基酸。GmDAO1编码的蛋白为亲水性蛋白,具有1个N-糖基化位点、3个激酶磷酸化位点与1个豆蔻酰化位点。结构域分析表明GmDAO1含有双加氧酶与2OG-Fe(II)加氧酶结构域,是2-酮戊二酸依赖性双加氧酶基因(2-ODD)家族的成员。GmDAO1预测的启动子区域含有与激素、胁迫、光应答、生物钟调控和转录因子结合相关的顺式作用元件。系统进化分析结果表明DAO1在豆科植物进化过程中比较保守。组织特异性表达分析结果显示GmDAO1在叶片中表达量最低,在根中表达量最高。因此我们推测其可能参与生长素的代谢途径。

羧酶体结构及其CO_2浓缩机制研究进展

羧酶体(Carboxysome)是高效的固碳微体,在CO2浓缩机制(CO2-concentrating mechanism,CCM)中发挥重要作用。在蓝藻及某些化能自养菌中,羧酶体作为类细胞器包裹1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(RubisCO)和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase,CA),它与无机碳转运蛋白共同在胞质中积累HCO3–,通过增加RubisCO周围的CO2浓度来提高固碳效率。随着羧酶体结构和功能的阐明,异源表达羧酶体已成功实现,并且已鉴定出编码羧酶体壳蛋白及内部组分的基因。首先简要介绍羧酶体的发现和种类,然后系统分析其结构及在CCM机制中的作用,并对其在代谢工程上的广阔应用前景进行了展望。

基于癌症基因组图谱数据库分析胶质瘤组织中PLOD3 mRNA表达水平及其临床意义

目的 基于癌症基因组图谱(TCGA)数据库分析2-酮戊二酸-5-双加氧酶(PLOD)3 mRNA在胶质瘤中的表达。方法 下载TCGA数据库中胶质瘤数据集,比较胶质瘤和正常组织中PLOD3 mRNA表达差异,探讨胶质瘤患者预后的危险因素及PLOD3高表达和低表达患者的生存差异,分析胶质瘤组织中PLOD3共表达基因及富集的信号通路,免疫组化法验证PLOD3在胶质瘤组织中的表达。结果 PLOD3 mRNA在胶质瘤组织中表达量升高(P<0.001)。年龄(>60岁)、WHO分级(G4)、异柠檬酸脱氢酶突变状态(野生)及PLOD3 mRNA表达(高表达)是脑胶质瘤患者预后的独立影响因素。胶质瘤PLOD3高表达组中位生存时间缩短(P<0.001)。PLOD3共表达基因主要涉及内质网、谷氨酸能突触等信号通路。20例胶质瘤组织和癌旁组织中PLOD3高表达阳性率为85%和20%,差异有统计学意义(P<0.001)。结论 PLOD3在胶质瘤中显著高表达,可通过多种信号通路促进胶质瘤的发生发展。

山茶属三个F3H基因的分子特性、系统进化及蛋白结构差异分析

黄烷酮3-羟化酶基因(flavanone 3-hydroxylase,F3H)在植物花青素合成途径中发挥重要作用,可作为山茶花色遗传育种的候选基因。本研究在前期从Gen Bank数据库中筛选得到白花茶树CsF3H、黄花金花茶CnF3H和红花浙江红山茶CcF3H三个基因。然而,它们的分子遗传与变异信息仍然缺乏,不利于最大正向效应基因的选择利用。本研究系统探讨了CsF3H、CnF3H和CcF3H基因的分子特征、系统进化和蛋白三维结构。结果发现CsF3H、CnF3H和CcF3H三者之间存在高度序列多样性,共含37个核苷酸和9个氨基酸差异,且与CsF3H和CnF3H相比,CcF3H序列发生了更多的变异。系统进化结果表明CsF3H、CnF3H和CcF3H蛋白与猕猴桃AcF3H具有共同祖先,但在后期进化过程中,CcF3H率先与CsF3H和CnF3H二者发生分化。序列比对和保守结构域分析发现CsF3H、CnF3H和CcF3H蛋白均含有一个保守的依赖2-酮戊二酸和二价铁离子的双加氧酶超家族特征区域,该区域内的组氨酸H^(218)和H^(276)以及天冬氨酸D220是Fe^(2+)结合位点,精氨酸R^(286)和丝氨酸S^(288)是2-酮戊二酸的重要结合位点。本研究还发现了3个茶属F3H蛋白的保守结构域中存在一个差异位点,与CsF3H和CnF3H第200位异亮氨酸I200相比,CcF3H对应氨基酸变异为缬氨酸V^(200),Web logo3.4分析揭示V200在植物F3H蛋白中更为保守。空间结构分析显示CcF3H中氨基酸V~(200的替换导致它和赖氨酸K197的分子作用力增强。本研究结果表明CcF3H是更为保守的植物F3H蛋白,缬氨酸V200可能是一个重要的功能位点。上述研究也为山茶属F3H基因提供了新的信息,为今后选择CcF3H基因作为山茶花色育种最适候选基因提供了理论支撑。