浙贝母鲨烯合酶全长cDNA的克隆及功能分析

• 作者: 陈为为 张宏瑞 万海同 朱振洪
• 来源期刊: 中国生物化学与分子生物学报
• 关键词: 浙贝母 鲨烯合酶 克隆 原核表达
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Research Papers
• 页码范围: 76-87
• 页数: 12页
• 分类号: Q781
• 语种: 中文
• DOI: 10.13865/j.cnki.cjbmb.2020.12.1495

摘要

鲨烯是甾醇和其他三萜类化合物的关键代谢中间体,其生物合成由鲨烯合酶(squalene synthase,SQS)催化,该酶将2分子法呢基焦磷酸转化为鲨烯.浙贝母异甾体生物碱的生物合成途径与三萜类化合物类似.在本研究中,基于cDNA末端的快速扩增(RACE)技术克隆了浙贝母鲨烯合酶(FtSQS)基因的全长cDNA,GenBank登录号为KF551097.2.通过生物信息学方法对FtSQS进行详细表征,包括保守区检测、序列同源分析、二级和三级结构预测及系统发育树分析.结果表明,其开放阅读框(ORF)为1 230 bp,编码409个氨基酸,FtSQS氨基酸序列与印度甘松、截形苜蓿、紫衫、马铃薯、柴胡、金铁锁和拟南芥的SQS氨基酸同源性分别达到73.84％、73.23％、72.24％、70.66％、70.66％、69.44％和68.14％.启动子分析表明,FtSQS的5'上游区域具有与生理和环境因素相关的各种潜在因素.为了获得可溶性FtSQS表达,从羧基末端截断24个疏水氨基酸,构建了原核表达载体pGEX-2T-FtSQSΔTM,并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达.SDS-PAGE检测到约66 kD的重组FtSQSΔTM蛋白.体外酶促反应证明,FtSQS可以催化FPP转化成鲨烯.qRT-PCR分析FtSQS mRNA在叶中的表达量最高,茎、根次之,而在鳞茎中表达水平最低.这提示,叶子是浙贝母碱生物合成的主要活性器官.FtSQS的鉴定及功能研究为浙贝母次生代谢产物的研究提供了重要依据.