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题名原壳小球藻番茄红素ε环化酶基因的克隆和分析
被引量:4
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作者
李婷
施春雷
淦志兵
史贤明
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机构
上海交通大学农业与生物学院食品科学系
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出处
《微生物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第9期1180-1189,共10页
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基金
国家“863计划”(2006AA02Z226)~~
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文摘
【目的】番茄红素ε环化酶(lycopene epsilon cyclase)是叶黄素代谢途径中处于分支位点的关键酶。它催化线性的番茄红素选择性环化,形成胡萝卜素,再进一步合成叶黄素(lutein)。本研究的目标是克隆原壳小球藻(Chlorella protothecoides CS-41)LCYE基因的全长cDNA,通过该基因的生物学信息分析预测其表达产物的空间结构与功能位点,并验证该表达产物的生物学活性。【方法】采用cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends)和RT-PCR技术克隆原壳小球藻LCYE基因的全长cDNA序列。分别采用PredictProtein、Pfam HMMs和Swiss-Model等在线分析软件分析LCYE的基本生物学信息,预测蛋白质功能位点和空间结构。利用pET28-a(+)构建LCYE基因的原核表达质粒pET-LCYE,并转入大肠杆菌BL21(DE3),再利用IPTG诱导LCYE基因超量表达。此外,携带pAC-LYC质粒的大肠杆菌工程菌能够积累番茄红素,可用于验证LCYE基因编码蛋白的酶活。【结果】获得了原壳小球藻的LCYE基因的cDNA序列,长2107bp,GenBank登录号为FJ752528。序列分析表明:它含有1731bp的完整开放阅读框(ORF),编码576个氨基酸,与高等植物和其他藻类的LCYE有很高的相似性,其中相似性最高的是莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii XM001696477.1),达到67%。第48~459个氨基酸残基为一个典型的番茄红素环化酶蛋白(Lycopene cyclase protein)结构域(pfam05834),第261~284个氨基酸残基为一个典型的环化酶保守的模体。SDS-PAGE检测表明,LCYE基因在大肠杆菌BL21(DE3)中得到了超量表达。携带pAC-LYC质粒的大肠杆菌工程菌在获得LCYE基因后,其颜色从粉红色变为黄色。【结论】原壳小球藻LCYE基因的全长cDNA为2107bp,预测出番茄红素ε环化酶所特有的保守功能区域,构建了它的三维结构模型。同时,阐明了小球藻和衣藻的亲缘关系。最后,证实了本研究克隆到的LCYE基因编码的蛋白具有番茄红素ε环化酶的功能与活性。
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关键词
原壳小球藻
叶黄素
番茄红素ε环化酶
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Keywords
chloreua protothecoides cs-41
Lutein
LCYE
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分类号
Q933
[生物学—微生物学]
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