香樟甲羟戊酸-5-磷酸激酶基因CcPMK的克隆和表达分析

• 作者: 李福全 濮春娟 申业 虞慕瑶 郑汉 陈美兰 黄璐琦
• 来源期刊: 中国中药杂志
• 关键词: 香樟 甲羟戊酸-5-磷酸激酶(PMK) 化学型 生物信息学 表达分析
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 分子生药学
• 页码范围: 78-84
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.19540/j.cnki.cjcmm.20191104.104

摘要

甲羟戊酸-5-磷酸激酶(5-phosphomevalonate kinase,PMK)是甲羟戊酸(mevalonate,MVA)途径中的关键限速酶,其在ATP和二价金属离子的存在下能够可逆地催化甲羟戊酸-5-磷酸(mevalerate 5-phosphoric acid,MVAP)磷酸化从而形成甲羟戊酸-5-焦磷酸(mevalonate-5-pyrophosphate,MVAPP).该文以香樟Cinnamomum camphora作为研究材料,基于前期的转录组数据,从cDNA中克隆出PMK基因,命名为CcPMK(GenBank登录号MN163057).该基因开放阅读框(ORF)为1 545 bp,编码514个氨基酸,生物信息学分析推测其相对分子质量为56.14 kDa,等电点(theoretical pI)为7.64,不含信号肽,不存在跨膜结构.通过多序列比对及系统进化树分析,发现CcPMK与其他植物的PMK氨基酸序列相似性高达75％,其包含45％的α-螺旋和16％的β折叠,CcPMK具有3个PMK蛋白质家族的特征motif和1个ATP结合位点Gly-Leu-Gly-Ser-Ser-Ala-Ala,并且它的3级模型中含有1个催化反应的口袋状结构,证实其为PMK家族基因.系统进化树结果显示其与海枣等单子叶植物具有较近的亲缘关系.利用实时荧光定量PCR检测得出CcPMK在香樟5种化学型中的表达量不同,在龙脑樟中的表达量显著高于油樟、芳樟、脑樟和异樟,并且CcPMK基因在根中表达量最高,枝中最低.该研究首次从香樟中克隆出了CcPMK cDNA全长,并揭示了CcPMK在5种化学型及不同组织中的差异表达,为香樟萜类化合物生物合成途径关键酶基因的挖掘提供研究基础.