向日葵HaFATA基因的生物信息学和表达分析

FATA编码脂酰-酰基载体蛋白硫酯酶A,将质体中以脂酰-ACP形式存在的脂肪酸水解成游离的脂酰-CoA和酰基载体蛋白。为了解向日葵HaFATA基因编码蛋白的结构、功能及基因表达特性,对HaFATA编码蛋白进行生物信息学和基因表达分析。预测HaFATA为碱性且为亲水性蛋白,二级结构主要是无规则卷曲,预测亚细胞定位于叶绿体。系统进化分析表明,HaFATA与同属菊科的莴苣(Lactuca sativa L.)和水飞蓟(Silybum marianum L.)FATA进化关系近,序列相似性分别为90%、87%。HaFATA表达分析结果显示,HaFATA在向日葵种子中表达最高,其次为在管状花和叶中,在茎、舌状花和根中不表达,在发育的种子中,HaFATA除在开花后12 d表达相对较低,在其他6个发育时期表达均较高,表明其对于种子发育和油脂积累可能具有重要作用。

涮辣和昆明皱皮椒Kas生物信息学及表达分析

[目的]探究涮辣与昆明皱皮椒3-氧酰基[酰基载体蛋白]还原酶(3-oxoacyl-[acyl-carrier-protein]synthase,Kas)的差异。[方法]特异性扩增了Kas,并进行了生物信息学分析。利用荧光定量PCR及酶活性测定方法测定了不同发育时期、不同环境及6种外源因子处理下Kas表达量及酶活性。[结果]扩增得到的涮辣和昆明皱皮椒Kas基因均为1467 bp,编码488个氨基酸。Kas为脂溶性、亲水性的稳定蛋白,无信号肽与跨膜结构,主要定位于质膜。在不同发育阶段,2种辣椒Kas表达水平与酶活性的趋势均为先升高后急剧降低,且在大部分发育阶段均表现为露地栽培高于大棚栽培;同一环境条件下,涮辣Kas表达与酶活性整体高于昆明皱皮椒;且不同外源物质在一定时间内可影响涮辣Kas的表达,其中MeJA和SA处理对Kas表达量影响较大。[结论]涮辣与昆明皱皮椒Kas基因和蛋白特性相似,但存在差异,在辣椒生长发育、环境和外源物质响应方面有重要功能。

黄酮类化合物抑制β-酮酰基-ACP还原酶的构效关系研究

研究黄酮类化合物对β-酮酰基-ACP还原酶(FabG)的抑制能力和分子结构之间的关系,并探讨其抑制作用机制。通过体外酶活测定,系统评价了33种黄酮类化合物对FabG的抑制活性,分析了构效关系;采用分子对接的方法研究了黄酮类化合物对FabG的抑制作用模式,研究了木犀草素对FabG的抑制动力学特征。研究结果表明:在质量浓度为25 mg/L时,异银杏双黄酮、奥洛波尔和木犀草素对FabG的抑制率达50%以上,另有15种黄酮类化合物对FabG的抑制率大于20%。具有FabG抑制活性的黄酮类化合物基本结构特征是A环上C-5、C-7以及B环C-4'位同时存在羟基,C环具有C-4位羰基和C-2、C-3位碳碳双键。B环增加邻位羟基取代会提升其FabG抑制活性,C环C-3位羟基化会减弱抑制活性。分子对接结果表明:黄酮类化合物能通过氢键、π相互作用等结合力与FabG-NADP+复合物的酪氨酸-151(Tyr-151)、丝氨酸-138(Ser-138)等关键活性氨基酸残基产生结合作用。抑制动力学测定结果显示:木犀草素抑制FabG时与底物(EAA)是竞争性关系,与辅酶(NADPH)是反竞争性关系。黄酮类化合物通过与FabG-NADP+复合物结合,与底物竞争活性位点,从而对FabG产生抑制作用。黄酮类化合物的抑制FabG活性与其分子结构密切相关,主要活性基团为A环和B环上的羟基取代基。

澳洲坚果光壳种MiSAD的克隆与表达

澳洲坚果果仁中含有丰富的不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA),其不饱和脂肪酸生物合成的分子机制还有待进一步解析。植物硬脂酰-酰基载体蛋白脱饱和酶(SAD)是脂肪酸生物合成途径中形成不饱和脂肪酸的关键酶。本研究以澳洲坚果(Macadamia integrifolia)光壳种为对象,通过PCR技术克隆获得澳洲坚果硬脂酰-酰基载体蛋白脱饱和酶基因(MiSAD),并对结构功能和表达模式进行了初步分析。结果显示,克隆获得5923 bp的MiSAD基因组DNA序列,该基因由3个外显子2个内含子组成,包含1191 bp的编码框,与公布的粗壳种MtSAD序列高度一致;编码396个氨基酸;MiSAD分子量为45.22 kDa,等电点为5.93,属于酰基-ACP脱饱和酶,是位于叶绿体或质体基质中的水溶性酶;高度保守的区域存在形成酶活位点的2个E-X-X-H二铁原子中心基序,N端和C端氨基酸序列差异较大;二级结构中以α-螺旋和无规则卷曲为主;三级结构预测中存在形成脂酰链结合部位的螺旋-转角-螺旋(HTH);与蒂罗花的同源性最高达94.2%,与其他物种的SAD同源性也都在80%以上;分子进化树显示与荷花进化关系较近,属于植物脂酰-ACP脱饱和酶。荧光定量PCR数据显示MiSAD在根、茎、叶、花、果中均有表达,其中叶片和果实中表达量较高,果实中的MiSAD表达量在开花后第100天左右达到最高,之后随着果实的成熟逐渐下降,呈现正态分布趋势。该研究为深入研究MiSAD在澳洲坚果果仁中不饱和脂肪酸生物合成的作用机制奠定基础。

人脑内一含有ACP样结构域新基因的发现

为寻找脑内新基因 ,以正常成人全脑cDNA为模板 ,采用锚定PCR方法进行扩增 ,将经琼脂糖DNA电泳鉴定获得的一约 12 0 0bp大小的特异性条带回收 ,并克隆入Teasy载体 .用 310GeneticAnalyzer进行自动测序 .所得序列进行生物信息学分析 :BLAST相似性分析结果证明所得序列为新序列 ,读框分析表明 ,该序列中存在一完整编码区 ,编码含 35 7个氨基酸的蛋白质 .ProDom软件分析发现其含有酰基携带蛋白 (ACP)样结构域 .随后 ,经 3′RACE法克隆到该基因的全长cDNA ,其全长为 2 0 2 4bp ,染色体定位在 14q11 2 ,含有 16个外显子 ,15个内含子 ,该基因已登录到GenBank .经设计编码区引物 ,从Teasy载体扩增出编码区后再克隆入pGEX 4T1表达载体 ,经异丙基硫代 D 乳糖苷 (IPTG)化学诱导表达 .其编码区克隆入 pGEX 4T1表达载体后 ,转入JM10 9宿主菌 ,经IPTG诱导已得到表达 .点杂交及RNA印迹表明 ,该基因在正常成人脑内广泛高表达 .

黄连木PcSAD基因的克隆及分析

中国黄连木(Pistacia chinensis Bunge)是种重要的优良木本油料树种,分布广,而且种子具有含油量高、出油率高、油品质好等优点,是生产生物柴油的理想原料。硬脂酰-酰基载体蛋白脱饱和酶(stearoyl-ACP desat-urase,SAD)在植物中催化不饱和脂肪酸生物合成的第一步脱饱和反应,对植物细胞膜和种子油脂中脂肪酸成分的调控起着重要作用。本研究采用RACE及RT-PCR方法,首次从黄连木种子中克隆获得长度为1791bp的SAD基因(命名为PcSAD),该基因含有1299bp完整的开放阅读框、编码432个氨基酸。生物信息学分析发现,黄连木PcSAD基因的核苷酸序列及其编码的氨基酸序列与已报道的其它相近物种具有较高同源性,而且PcSAD含有典型的酰基载体蛋白脱饱和酶2和类铁蛋白家族的保守结构域;另外,开展了PcSAD的原核表达载体构建及诱导表达体研究。上述研究结果可为黄连木PcSAD基因的功能鉴及应用定奠定重要基础。

麻疯树酰基载体蛋白的基因克隆、表达分析及原核表达

从麻疯树胚乳cDNA文库中筛选分离了一个编码酰基载体蛋白的cDNA序列,全长为806bp,其开放读码框(ORF)长度为393bp,编码130个氨基酸,该序列在GenBank登录号为EF179617,命名为JcACP.该基因编码的蛋白质相对分子质量(Mr)约为14.4×103,等电点为5.2,具有酰基载体蛋白的典型特征——含有4’-磷酸泛酰巯基乙胺辅基的结合位点.RT-PCR试验结果表明,该基因在麻疯树的叶、茎和种子中表达,以种子中的表达量最高,在根中不表达,种子萌发后其表达量随萌发进程递增,在96h时表达量达到最高.结果表明,JcACP在种子中的高度表达可能与种子萌发时的代谢活动有关.同时,将其在大肠杆菌中成功进行了原核表达.

花生质体型酰基载体蛋白基因5′侧翼调控序列的克隆与分析

采用染色体步移技术分别克隆3个花生质体型酰基载体蛋白(ACP)基因的5′侧翼调控区序列,AhACP1、AhACP4和AhACP5基因5′上游序列分别为535、1400和1180 bp;利用5′RACE方法确定了这3个基因的转录起始位点,分别位于起始密码ATG上游–71、–92和–71 bp处。利用生物信息学软件分析了花生ACPs启动子区包含的主要调控元件,发现尽管花生AhACP4和AhACP5基因在根、茎、叶、花和不同发育期种子中的基本表达模式相似,但它们的启动子中包含各自特有的顺式元件,AhACP4启动子区包含根或芽顶端分生组织表达调控元件WUS,而AhACP5启动子区则含有侧芽萌动和伸展所需的多个关键调控元件E2FB、TELO BOX和UP1,推测它们的表达具有组织和发育阶段特异性。在进化上,花生AhACP4与拟南芥AtACP4可能为直系同源基因,但它们的表达模式产生了分歧,AhACP4为组成型表达,AtACP4主要在叶中表达;与AtACP4启动子相比,花生AhACP4启动子区中参与光调控相关元件明显减少。

辣椒中辣椒素生物合成途径基因Kas克隆及表达研究

3-氧酰基[酰基载体蛋白]还原酶(3-oxoacyl-[acyl-carrier-protein]synthase,Kas)在辣椒素生物合成途径中起着重要作用,但其全长DNA序列仍未见报道。以辣椒益都红基因组为模板,根据同源性设计特异引物PCR扩增得到辣椒Kas基因DNA序列(GenBank登录号:HQ229922)。Kas DNA序列全长3 456 bp,有8个外显子区域,编码488个氨基酸;推测蛋白分子质量为52.2 ku,等电点8.24。经同源比对分析得出,辣椒Kas与其他物种Kas有一定同源性;其中,与小米椒的遗传距离为0.0723。通过半定量RT-PCR分析发现,Kas在胎座中的表达量要高于肉质体中的表达量,授粉10 d后Kas的表达量逐渐降低。另外,植物激素油菜素内酯(Brassinosteroid,BR)对辣椒胎座Kas基因的表达有促进作用,在处理24 h后Kas表达量达到最高,随后逐渐降低。该基因的克隆与表达分析为深入研究辣椒Kas基因表达调控和辣椒素的生物合成机制奠定了重要基础。

植物酰基载体蛋白基因家族序列分析

以拟南芥酰基载体蛋白为查询序列,检索18个植物物种的基因组数据库,获得138个酰基载体蛋白基因和12个基因片段。植物酰基载体蛋白由1个基因家族编码,成员2～16个。植物酰基载体蛋白磷酸泛酰巯基乙胺结合位点(Ser)周围的氨基酸序列高度保守,该位点包含在保守的DSL基序中。植物酰基载体蛋白基因结构类型分为5种,其中类型III酰基载体蛋白基因所占比例最大。绝大多数植物酰基载体蛋白基因家族成员单独或2～4个成员分布在一条染色体上。在138个植物酰基载体蛋白基因中,19个具有不同剪接体。植物酰基载体蛋白基因家族成员可能起源于一个共同的祖先基因。

顶复门原虫与细菌Ⅱ型丙二酰单酰辅酶A:ACP转酰基酶研究进展

大部分顶复门原虫与人畜重要寄生虫病密切相关。近年来,由于各类药物在寄生虫与细菌病防治中的广泛应用,甚至是滥用,造成了这类寄生虫与细菌的严重抗药性,急需一些新型抗感染性药物的出现。由于在一些顶复门原虫与细菌中广泛存在的Ⅱ型脂肪酸代谢途径在其脊椎动物宿主中并不存在,而丙二酰单酰辅酶A:ACP转酰基酶(malonyl-CoA:ACP transacylase,MCAT)是由mcat基因编码的一种巯基酶,负责在起始步骤把丙二酰基团从丙二酰单酰CoA上的硫酯连接部位转移到ACP的磷酸泛酰巯基乙胺臂上而形成丙二酰单酰ACP,对于顶复门原虫和细菌的脂肪酸合成代谢至关重要,成为研究开发药物的理想靶位。文章对ACP转酰基酶的研究进展进行了综述。

粪肠球菌(Enterococcus faecalis)β酮脂酰ACP合成酶Ⅱ同源蛋白功能分析

FabB和FabF是大肠杆菌(Escherichia.coli)脂肪酸合成的关键酶.生物信息学分析显示,粪肠球菌基因组中有2个与大肠杆菌fabF同源的基因:fabF1和fabF2,缺少与fabB同源的基因.用粪肠球菌(Enterococcus faecalis)V583总DNA为模板,PCR扩增fabF1和fabF2基因,以pBAD24为载体,构建了重组质粒pHW13(fabF1)和pHW14(fabF2).体内体外研究显示:fabF1基因能互补大肠杆菌fabB突变,FabF1具有β酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB)活性;fabF2能互补大肠杆菌fabF突变,FabF2具有β酮脂酰ACP合成酶Ⅱ(FabF)活性.同时发现粪肠球菌FabF2不同于大肠杆菌FabF,它还拥有微弱β酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB)活性,可使大肠杆菌fabB突变株产生少量的不饱和脂肪酸.上述结果表明,FabF类酶(FabF like enzyme)同样可以具有β酮脂酰ACP合成酶Ⅰ(FabB)活性.

乌桕硬脂酰-酰基载体蛋白脱饱和酶基因的克隆及表达

硬脂酰-酰基载体蛋白脱饱和酶是植物脂肪酸合成代谢的关键酶,直接调节膜脂和贮脂中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的比例。本研究通过RT-PCR及RACE技术,克隆乌桕硬脂酰-酰基载体蛋白脱饱和酶(SsSAD)的cDNA全长序列。结果显示,该序列包含1个1191 bp的完整的开放阅读框(GenBank登录号为EF079655),编码396个氨基酸,含33个氨基酸的叶绿体转移肽。其成熟肽含有363个氨基酸,推测其分子量为41.5 kDa,等电点为5.42。同源性分析及同源建模数据显示SsSAD和其它物种的SAD有较高的同源性,含有1个保守结构域。构建原核表达载体pMAL-SsSAD,转入大肠杆菌DH5α,并对诱导表达条件进行优化。

紫苏β-酮脂酰ACP合成酶基因家族生物信息学分析

紫苏作为一种新型油料作物,富含多种不饱和脂肪酸,其中,α-亚麻酸含量高达61.2%。β-酮脂酰ACP合成酶在植物脂肪酸合成中起着关键性作用。对紫苏β-酮脂酰ACP合成酶(KAS)基因家族及其编码蛋白进行了详细的生物信息学分析。结果表明,紫苏KAS家族蛋白中,KASⅡ基因编码的氨基酸数最多,KASⅢB最少,均为疏水性脂溶蛋白,无信号肽,推测该家族蛋白为非分泌型蛋白;家族蛋白都含有KAS保守结构域,属于cond-enzymes超蛋白家族,二级结构组成基本相同。系统进化树分析结果表明,紫苏KASⅠ与拟南芥KASⅠ、紫苏KASⅡ与油茶KASⅡ、紫苏KASⅢ与油茶KASⅢ亲缘关系最近,紫苏与油棕、油棕榈KAS酶家族亲缘关系较远。研究结果可为深入探究紫苏脂肪酸合成机制奠定理论基础。

油茶SAD基因原核表达载体构建

为研究油茶种子SAD基因的预期功能,以报道的油茶SAD的CDS为模板设计引物,RT-PCR及TA克隆获得含有酶切位点的CDS片段。经过PCR及测序验证序列的正确性后,将PCR扩增产物双酶切后与同样经双酶切的原核表达载体pET30a连接,转化BL21(DE3)菌株。菌液PCR所得条带与预期一致,对于重组质粒的双酶切后2类产物电泳的条带分布符合经验分布规律。多种鉴定结果表明已成功构建适宜于原核表达用的重组载体。

1-(6-氯-3,4-亚甲二氧基苄基)-2-羧基-5-(2,6-二氯苄氧基)吲哚的合成工艺改进

目的寻找脂肪酸缩合酶Ⅲ(FabH)抑制剂1-(6-氯-3,4-亚甲-二氧基苄基)-2羧基-5-(2,6-二氯苄氧基)吲哚的新合成路线。方法以对乙酰氨基苯酚为起始原料,制备4-(2,6-二氯苄氧基)苯胺,用经典的Fischer吲哚合成法制备吲哚片断,随后引入6-氯-3,4-亚甲二氧基苄基,最后酯水解得到目标化合物。结果与结论目标化合物经1H-NMR1、3C-NMR和MS确证,中间体经1H-NMR确证。该路线成本低,操作简单可行,总收率14.2%,可顺利得到目标化合物。

植物脂酰-酰基载体蛋白硫酯酶研究综述

植物脂酰-酰基载体蛋白硫酯酶(FAT)是一种终止脂肪酸合成的酶。它的基本功能就是将acyl-ACPs水解成游离脂肪酸和ACP,从而终止脂肪酸从头合成途径中脂肪酸链的延长。植物中,不同的FAT具有不同的底物特异性,直接决定植物细胞油脂中的脂肪酸的种类和数量。不同的植物组织和物种对于每种脂肪酸的需求各不相同,因此FAT在植物细胞代谢中就有着极为重要的作用。本文对FAT的种类、结构、功能、序列的分离克隆及其应用等方面进行综述。

植物油脂合成途径及酰基载体蛋白基因的特性

植物油脂作为主要的食用油,其生物合成途径及相关基因的克隆已成为研究热点．就植物油脂生物合成途径和酰基载体蛋白基因特性的研究情况进行了综述．

新型抗菌剂:脂烯酰基酰基载体蛋白还原酶抑制剂的研究进展

简介脂烯酰基酰基载体蛋白还原酶在脂肪酸生物合成中的催化作用,综述其5类抑制剂即1,4-二取代咪唑类、2,9-二取代-1,2,3,4-四氢吡啶并[3,4-b]吲哚类、氨基吡啶类、吲哚萘啶酮类及3-氰基-4,6-二取代-2-吡啶硫醚类化合物的抗菌作用机制和构效关系。脂肪酸合成途径Ⅱ是大多数原核生物(如细菌)合成脂肪酸的方式,脂烯酰基酰基载体蛋白还原酶是催化细菌脂肪酸合成循环中最终步骤的酶,研究开发作用于该酶的抑制剂有可能发现新型抗菌药物。

以脂肪酸合成酶FabH为靶标的化合物体外抗结核作用的初步研究

目的研究结核分枝杆菌脂肪酸合成酶FabH为靶标的化合物的体外抗结核活性，研制新的高效、安全的抗结核药物。方法以平板滤纸法测定化合物对草分枝杆菌的抑菌圈，以试管抑菌法检测化合物对结核分枝杆菌药物敏感株和耐多药分离株的抑制作用。结果18种化合物在500μmol／L浓度时对草分枝杆菌的抑菌圈为1．8～2．4cm，其中7种化合物在250μmol／L和125μmol／L浓度时对草分枝杆菌的抑菌圈为1．5～2．2cm。结核分枝杆菌H37Rv标准株在分别含3mmol／L的18种化合物的培养基上培养2周时，绝大多数含化合物培养基上未见细菌生长；培养4周时，No．115、No．131、No．128、No．129、No．137化合物的抑菌作用较明显。结核分枝杆菌耐多药分离株HB240在分别含3mmol／L的11种化合物的培养基上培养2周和4周时，No．115化合物均显示明显的抑菌作用。结论以脂肪酸合成酶FabH为靶标的大多数化合物在体外都具有不同程度的抗结核活性，尤其是No．115化合物对草分枝杆菌、结核分枝杆菌敏感株和耐药株都具有明显的抑制作用。