RubisCO的分子生物学研究

RubisCO是卡尔文循环的关键酶 ,它既参与光合作用又参与光呼吸作用 ,调节两者之间的关系 ,是所有光合生物进行光合碳同化的关键性酶。光合生物每年约固定 5×10 14 kgCO2 ,成功固定二氧化碳既可降低温室效应 ,又可充分利用碳资源。同时 ,RubisCO酶活性的高低直接影响植物的净光合产量。RubisCO本身是植物可溶性蛋白中含量最高的蛋白 ,是植物体内重要的储藏蛋白。本文对RubisCO的分子生物学研究进展进行了综述。

彩叶草Rubisco活化酶基因SsRCA的分子特征及其表达模式

为研究观赏植物彩叶草的光合特性,根据Rubisco活化酶(RCA)的保守区域简并扩增获得的保守片段,采用RACE方法,克隆了RCA全长cDNA,命名为SsRCA(GenBank登录号FJ787730)。SsRCAcDNA全长1 548bp,包含1个1 311bp的ORF框,编码436个氨基酸的前体蛋白。其5-′UTR区含有1个终止子TAA,3-′UTR区具有2个mRNA非稳定性相关的DST-like元件和推测的加尾信号AATAAA。SsRCA蛋白具有定位于叶绿体的N端转运肽,具有2个保守的ATP-binding结构域、1个sensor 2基序和多个磷酸化位点。多序列比对和系统进化分析表明,SsRCA与其他植物的RCA蛋白具有较高的一致性,属于RCA的β亚基。表达分析表明,SsRCA基因在含有绿色组织的茎、叶和萼片表达。在9 h黑暗和15 h光照的光周期处理中,正午时表达量最高,午夜时表达量最低,具有明显的光诱导表达特性。

植物Rubisco活化酶的研究进展

植物Rubisco活化酶广泛存在于光合生物中,是AAA+家族成员,具有ATP酶活性,并具有对温度反应的活化Rubisco和分子伴侣的双重功能。该文重点介绍了近年来对Rubisco活化酶的分子特性、作用机制、温度等因子的影响及基因工程研究的最新进展。

铁皮石斛DORCA基因的克隆及表达分析

为了研究铁皮石斛的光合特性,根据Rubisco活化酶(RCA)基因的保守序列设计兼并引物,采用RT-PCR和RACE方法从铁皮石斛叶中分离到一个RCA基因,命名为DORCA(GenBank登录号KT205841)。DORCA基因cDNA全长为1 724bp,包含1 317bp开放阅读框(ORF),编码438个氨基酸。系统进化分析显示,DORCA与马蹄莲ZaRCA(AAK25801.1)亲缘关系最近。生物信息学分析表明,DORCA与其他植物的RCA蛋白具有较高一致性,属于RCA的β亚基。DORCA蛋白具有定位于叶绿体的N端转运肽,2个保守的ATP结合结构域和多个磷酸化位点。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明,DORCA基因在茎、叶中表达;在自然光周期条件下,DORCA基因在8:30时表达量最高,20:30时表达量最低,具有明显的光诱导表达特性。