飞蝗葡萄糖胺-6-磷酸-N-乙酰转移酶的特性及生物学功能

• 作者: 刘晓健 张学尧 张建珍 张欢欢 马恩波
• 来源期刊: 中国农业科学
• 学科: 农学
• 关键词: 飞蝗 葡萄糖胺-6-磷酸-N-乙酰转移酶 原核表达 蛋白特性 RNA干扰
• 年，卷（期）: 2012,（12）
• 所属期刊栏目: 植物保护
• 页码范围: 2393-2403
• 分类号: S433.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2012.12.007

摘要

[目的]研究飞蝗葡萄糖胺-6-磷酸-N-乙酰转移酶(glucosamine-6-phosphate-N-acetyltransferase,GNA)的特性及生物学功能,为探讨飞蝗表皮几丁质的合成机制及研发新型绿色环保杀虫剂提供实验依据.[方法]采用生物信息学方法,在飞蝗EST数据库中搜索GNA的cDNA序列,并与其它物种GNA序列进行同源比较；设计飞蝗GNA特异性表达引物,分析5龄第2天不同组织样品间的表达差异及5龄第1天至第7天表皮中GNA表达量的变化；构建pET-28a(+)蛋白表达载体,在大肠杆菌E.coli BL21 (DE3)菌株中表达GNA重组蛋白,Ni柱亲和纯化重组蛋白并分析重组蛋白的酶学活性；通过RNA干扰研究GNA的生物学功能.[结果]飞蝗GNA与其它物种GNA的氨基酸序列一致性很高,结合底物GlcN6P的氨基酸残基完全一致,说明不同物种间GNA非常保守；飞蝗GNA 组织特异性分析显示其在表皮、脂肪体及肌肉中表达量较高;飞蝗5龄表皮的发育变化表明,GNA在刚蜕皮后的表达量最高,之后逐步降低；飞蝗GNA重组蛋白在大肠杆菌E.coli BL21 (DE3)菌株中成功表达,经过Ni-NTA柱纯化得到单一目的条带,酶学特性研究表明飞蝗GNA重组蛋白的最适反应温度为37-50℃,最适pH为8.0-9.5；测定了飞蝗重组GNA的(Ka)值,当D-GlcN6P的浓度为200 μmol·L-1时,Acetyl-CoA的(Ka)=133.60μmol·L-1；当Acetyl-CoA 的浓度为200μmol·L-1时,D-G1cN6P的(Ka)=42.43μmol·L-1；飞蝗GNA的RNA干扰结果显示,GNA的表达能够被有效沉默,但蜕皮及发育未受影响.[结论]飞蝗GNA与其它物种的GNA氨基酸序列一致性很高；用该序列原核表达的重组蛋白具有葡萄糖胺-6-磷酸-N-乙酰转移酶的活性；飞蝗GNA被干扰后未观察到对飞蝗蜕皮及发育产生影响,推测存在N-乙酰葡萄糖胺激酶(G1cNAc kinase)补救途径催化产生GNA的底物N-乙酰葡萄糖胺-6-磷酸( GlcNAc6P),用于几丁质的合成.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	马恩波	山西大学应用生物学研究所	170	2032	22.0	34.0
2	张学尧	山西大学应用生物学研究所	15	40	4.0	5.0
3	张建珍	山西大学应用生物学研究所	75	561	13.0	19.0
4	刘晓健	山西大学应用生物学研究所	14	108	7.0	10.0
5	张欢欢	山西大学应用生物学研究所	4	41	3.0	4.0