花生长链酰基辅酶A合成酶6基因(LACS6)的克隆、鉴定与组织表达

长链酰基辅酶A合成酶(long chain acyl-CoA synthetase:LACS)是油脂代谢的重要催化酶。为揭示花生脂肪酸代谢机理,采用RT-PCR技术,首次从花生Arachis hypogaea L.克隆到LACS6(GenBank登录号:KU301860),分析该基因的结构组成,预测编码氨基酸与其他植物的同源性,采用Real-Time PCR技术对LACS6的组织表达进行研究。结果显示,花生LACS6基因全长2 116bp,包含2 088bp的ORF,编码695个氨基酸,有23个外显子和22个内含子。氨基酸序列比对显示花生LACS6有真核生物酰基辅酶A合成酶保守结构域,并含有保守的激活位点和绑定位点。同源性分析发现花生LACS6与鹰嘴豆、绿豆、大豆、梅等13种物种的氨基酸一致性在79%~87%,进化树分析显示,花生LACS6与鹰嘴豆等豆科植物亲缘较近。实时荧光PCR分析表明,花生LACS6在花生根、茎、叶、子房柄、仁和花等组织均有表达,且差异明显。子房柄和花的表达量极高,与根、茎、叶和仁等组织有极显著差异,花生LACS6组织的表达量大小排序为花子房柄叶仁茎根。本研究结果为揭示花生脂肪酸代谢和品质改良提供理论依据。     

玉米长链酰基辅酶A合成酶1基因鉴定及其蛋白磷酸化位点检测

【目的】对玉米中长链酰基辅酶A合成酶1(ZmLACS1)基因及其蛋白磷酸化位点进行鉴定,为研究玉米脂肪酸的降解及其利用机制奠定基础。【方法】通过结构域分析查找质谱鉴定到蛋白中的长链酰基辅酶A合成酶1,通过系统发育树分析判断玉米中长链酰基辅酶A合成酶1与拟南芥超家族中长链酰基辅酶A合成酶的同源性,通过质谱分析鉴定该蛋白的磷酸化修饰位点。通过3D建模模拟长链酰基辅酶A合成酶1的结构以及磷酸化位点所在位置。【结果】玉米长链酰基辅酶A合成酶1(ZmLACS1)与拟南芥中的长链酰基辅酶A合成酶1(AtLACS1)具有高度同源性;通过质谱分析鉴定到3个该蛋白的磷酸化位点分别为S360、Y365和S366,同时鉴定到的磷酸化位点位于长链酰基辅酶A合成酶的保守结构域(AMP-binding domain)中,3个磷酸化位点位置一致,位于两个α螺旋中间,处于蛋白结构的关键位置。【结论】磷酸化修饰可能是调节长链酰基辅酶A合成酶1功能的关键性方式之一,ZmLACS1可能与AtLACS1在功能上具有相似性。     

‘湖景蜜露’桃果实酰基辅酶A氧化酶编码基因的克隆及表达分析

【目的】根据国际桃基因组序列信息,进行克隆和表达分析与桃果实内酯类合成相关的果肉组织酰基辅酶A氧化酶(Acyl-CoA oxidase,ACX)的5个候选基因,为进一步开展桃香气物质代谢分子机理的研究提供新的研究方向。【方法】根据Phytozome(www.phytozome.org/peach)发布的桃ACX全基因组序列设计特异引物对5个基因全长进行克隆测序,与参考编码序列进行比对和编码蛋白性质进行分析,并对这些成员进行组织特异性表达分析。【结果】获得了桃果肉组织中表达的5个ACX编码基因全长序列,PpACX1、PpACX3的CDS区没有突变,PpACX2核苷酸序列871位处A突变为G,导致氨基酸序列中谷氨酰胺变异为精氨酸;PpACX4的核苷酸序列在80位和368位存在两处同义突变;PpACX5在475位处A突变为C,导致蛋氨酸突变为亮氨酸。同源性分析结果显示,这些基因的氨基酸序列与番茄、南瓜、大麦、葡萄等高等植物的氨基酸序列同源性很高。系统进化树分析表明,5个基因家族成员中,除PpACX4外其余4个成员处在同一个进化分支上,且与南瓜、葡萄、番茄、大豆等的亲缘关系较近。在根、茎、叶、果实表达证明,PpACX1是果实中主要大量表达成员。【结论】‘湖景蜜露’桃果实中表达的5个桃ACX编码基因全长与基因组数据数据库有一定差异,PpACX1为5个成员中较为关键的基因成员。     

酰基辅酶A硫酯酶11基因(ACOT11)及其家族的研究进展

酰基辅酶A硫酯酶(ACOTs)是一类催化脂肪酰基辅酶A水解形成游离脂肪酸(FFA)和辅酶A(CoA)的酶.这类酶通过维持细胞内的FFA、脂肪酰基辅酶A以及CoA的适当水平在脂质代谢中发挥了非常重要的作用.ACOT11作为ACOTs家族成员之一,对温度和摄食量的变化较为敏感,所以该基因对生物体的能量保存、炎症的调节和内质...     

桃果实酰基辅酶A氧化酶活性检测方法的建立

采用可见分光光度法,以棕榈酰辅酶A为底物,研究了桃果实中酰基辅酶A氧化酶(ACOX)的活性检测方法。结果表明,桃果实中ACOX活性检测体系的参数为:150 mmol·L-1 Tris-HCl缓冲液,pH值7.5,温度30℃,吸收波长500 nm。     

甘蓝型和白菜型油菜肉桂酰辅酶A还原酶1基因的克隆与表达

【目的】分别克隆甘蓝型油菜(Brassica napus L.)和白菜型油菜(Brassica rapa L.)肉桂酰辅酶A还原酶1(cinnamoyl-CoA reductase 1,CCR1)基因,并进行生物信息学和表达模式分析。【方法】基于甘蓝型油菜和白菜型油菜转录组测序信息,分别从contig文库中获得了一个CCR1基因mRNA转录本片段,利用RACE技术分别获得一个CCR1基因的cDNA全长,对其进行生物学分析,并用实时定量PCR方法分析CCR1基因在甘蓝型和白菜型油菜开花期根、茎、叶、花中的表达差异。【结果】所克隆的甘蓝型油菜和白菜型油菜CCR1基因序列经同源序列比对分析后,将其分别命名为BnCCR1(登录号:KX138521)和BrCCR1(登录号:KX138522)。BnCCR1全长1 388bp,开放阅读框(ORF)长为1 032bp,编码343个氨基酸,分子质量11.56ku,等电点4.99;BrCCR1全长1 366bp,ORF长为1 026bp,编码341个氨基酸,分子质量为11.36ku,等电点5.0。2物种CCR1编码蛋白质二级结构无信号肽和跨膜结构域;亚细胞定位显示该蛋白在细胞质中存在的可能性最大。CCR蛋白多重比对分析显示,BnCCR1和BrCCR1均具有CCR蛋白典型的一个NAD(P)结合域和一个底物结合域(NWYCY)。系统进化树分析结果表明,BnCCR1和BrCCR1与同属十字花科的菘蓝、亚麻荠、拟南芥CCR形成了一个独立分支,且亲缘关系较近;其蛋白质三级结构均与矮牵牛CCR1(PDB:4r1t.1A)蛋白质三级结构相似,结构稳定。实时荧光定量PCR分析结果表明,CCR1基因在白菜型油菜和甘蓝型油菜根、茎、叶、花各器官中均有表达,其中在木质化程度较高的根和茎中表达丰度明显高于叶和花。【结论】从白菜型油菜和甘蓝型油菜中分别克隆到CCR1基因cDNA全长,该基因主要在木质化程度较高的根和茎器官中表达。     

Long Chain Acyl-Coenzyme A Synthetase 4 （BnLACS4） Gene from Brassica napus Enhances the Yeast Lipid Contents

Long-chain acyl-Coenzyme A （CoA） synthetases （LACSs） catalyze the formation of long-chain acyl-CoA, and play important roles in fatty acid metabolism including phospholipids, triacylglycerol （TAG） biosynthesis and fatty acid 13-oxidation. Here, we report the characterization of a LACS gene from Brassica napus. It is highly homologous to Arabidopsis LACS4 and thus designated as BnLACS4. The cloned gene BnLACS4 could complement a LACS-deficient yeast strain YB525. It is mainly expressed in flowers and developing seeds where lipid biosynthesis is at high rate in Brassiea napus. When transiently expressed in tobacco leaves, BnLACS4 is localized in endoplasmic reticulum （ER）, the common site for eukaryotic pathway of lipid biosynthesis. Expression of BnLACS4 in the yeast strain pep4 increased its lipid content. Taken together, our results suggest that BnLACS4 may be involved in lipid biosynthesis in B. napus.     

毛果杨中链酰基辅酶A合成酶的克隆及酶学分析

中链酰基辅酶A合成酶(MACS)属于腺苷酸合成酶超基因家族,催化中链脂肪酸与辅酶A结合形成相应的中链酰基辅酶A。本研究通过同源检索毛果杨基因组数据库中的4CL基因,克隆得到毛果杨PtMACS1的基因序列(基因编号:estExt_fgenesh4_pg.c_640066)。通过序列分析可知,Box I和Box II两个在4CL中保守的结构域在该蛋白中并不保守。将PtMACS1与原核表达载体 pET-30a(+) 构建融合表达载体PtMACS1- pET-30a(+),转化大肠杆菌BL21(DE3)后诱导重组蛋白进行表达。镍柱纯化重组蛋白后进行酶学活性分析,研究结果表明该蛋白对中链脂肪酸己酸、壬酸、癸酸显示出明显活性:Kcat分别为(1302.65)、(1933.46)、(2015.51) mol/(minmg),以该蛋白的最适底物癸酸测得该蛋白的最适反应温度为37 ℃,最适反应pH为7.0。该结果表明,PtMACS1属于毛果杨中链酰基辅酶A合成酶家族一员,为后续毛果杨腺苷酸合成酶超基因家族的鉴定及分类分析提供资料。      

链霉菌GEMSM4(6)中聚酮合酶和非核糖体多肽合成酶基因的筛选及克隆

链霉菌GEMSM 4(6)的发酵产物具有抗革兰氏阳性菌和阴性菌的活性,同时还对酵母及丝状真菌尤其是植物病原菌,具有较强的抑制作用。本研究利用简并性引物对该链霉菌基因组中可能存在的聚酮合酶(PKS)和非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因进行PCR扩增及序列分析,找到了3个NRPS及15个PKS基因的片段,其中PKS基因与Streptomyces violaceusniger Tu 4113的PKS基因序列同源性最高,达到91%~99%;而NRPS基因与数据库中已知的NRPS基因序列同源性仅为60%~62%。为克隆NRPS生物合成基因簇,构建了链霉菌GEMSM 4(6)的基因组细菌人工染色体(BAC)文库,通过PCR筛选得到包含有这3个NRPS基因的克隆子,为后期的异源表达及基因组发掘分析提供基础。     

鸭骨形成蛋白4基因的克隆和序列分析

通过比较基因组学方法,采用RT-PCR技术克隆了鸭骨形成蛋白4(BMP4)基因的1 256 bp cDNA序列,包含44 bp的5'非翻译区和1 212 bp的完整编码序列(编码404个氨基酸);对该基因的结构分析得知鸭BMP4基因包含2个外显子和1个内含子.经同源比对发现该编码序列与鸡的BMP4基因相似性达95.5%...     

甘蓝型油菜ADP-核糖基化因子基因全长cDNA克隆及表达分析

 【目的】克隆甘蓝型油菜（Brassica napus L.）矮化突变体“NDF-1”和野生型近等基因系亲本“3529”中ADP-核糖基化因子（ADP-ribosylation factor,ARF）基因全长cDNA,分析矮化突变体中该基因在不同组织中的表达水平,探讨矮化突变体中该基因在甘蓝型油菜茎杆发育过程中的作用。【方法】采用SSH（suppression subtractive hybridization）、RACE（rapid-amplification of cDNA ends）和RT-PCR技术,克隆甘蓝型油菜矮化突变体“NDF-1”和野生型“3529”中的ARF基因的全长cDNA序列。分别采集甘蓝型油菜野生型和矮化突变型苗期子叶、薹期根、茎尖和真叶,采用相对定量PCR方法检测矮化突变体中该基因的表达。【结果】获得了甘蓝型油菜矮化突变体“NDF-1”和野生型“3529”的ARF基因的全长cDNA,分别命名为BnARF和BnARF-h。序列分析表明：这两个基因长度分别为837和802 bp,都含有546 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码181个氨基酸,与其它植物、动物和酵母的ARF基因有很高的相似性。BnARF基因在野生型和矮化突变体的根、子叶、茎尖和真叶中均有表达,其中在子叶中表达量最高,真叶中次之,根和茎尖中的表达量最少。同时BnARF在矮化突变体的根、子叶和茎尖中的表达量都显著低于野生型,但在真叶中表达量相近。【结论】克隆了甘蓝型油菜矮化突变体“NDF-1”和野生型“3529”中ADP-核糖基化因子基因的全长cDNA,这两个ARF基因的序列上有两处碱基存在差异,其中一处是错义突变,推测这一突变可能与植株矮化有关。而BnARF基因在野生型和矮化突变体的根、子叶和茎尖的表达存在显著性差异,可能参与了甘蓝型油菜的矮秆发育过程。     

甘蓝型油菜生物素羧基载体蛋白基因的克隆与结构分析

 【目的】生物素羧基载体蛋白负责将羧基从生物素羧化酶转移到羧基转移酶上，对于长链脂肪酸的从头合成与种子含油量的形成具有十分重要的作用。本研究的目的是从甘蓝型油菜品种基因组DNA中分离生物素羧基载体蛋白（BCCP）基因的全长编码区序列，通过生物信息学分析揭示该基因的结构特征（包括内含子的数量、长度与分布，蛋白质保守区疏水性特征等）和功能关系。【方法】基因克隆采取同源序列法进行。【结果】分离得到的bccp基因全长均为1 600 bp左右，根据其结构特点可以分成3种类型，它们均包含5个内含子。bccp1基因编码的蛋白质具备完整的生物素化功能结构域，是唯一功能完整的基因序列；bccp2和bccp3由于移码突变造成蛋白合成提前终止，翻译的蛋白质均缺少生物素化结构域。【结论】本研究首次从中国冬油菜品种中克隆获得bccp基因的全长序列并揭示了其序列特征，为进一步利用该基因开展含油量的基因调控研究提供了科学依据。     

甘蓝型油菜oleosin基因片段的克隆及序列分析

以油菜(Brassica napus)基因组DNA为模板,通过设计一对特异性引物,利用多聚酶链式反应(PCR)扩增获得oleosin基因片段。将其克隆到E.coli质粒上进行序列分析。结果表明,该基因由878个碱基组成,含一个内含子,编码193个氨基酸。不计附加的18bp凝血酶切割序列,与已报道的序列相比较,核苷酸序列及推导出的氨基酸序列的同源性分别为79.20%和91.21%。推测的氨基酸序列构成的蛋白质具有oleosin的基本结构特点,包含3个结构区域:两性N末端区(anamphipathicN-terminalre鄄gion),中心疏水区(acentralhydrophobicdomain),两性C-末端区(anamphipathicC-terminaldomain)。     

油菜花蕾发育及开花过程中ABCD功能基因的表达差异分析

以油菜处于花蕾发育过程7个生长期的花蕾和花朵为材料，利用优化的半定量RT-PCR技术在转录水平对ABCD模型的6个功能基因，即Apetalal、Apetala2、Apetala3、Pistillata、Agamous、Agamous-likell，进行分析，探讨了油菜花蕾发育及开花过程中6个功能基因表达的差异。结果表明，在油菜花蕾发育及开花过程中ABCD模型中的6个功能基因的表达水平均有变化。研究阐述了ABCD模型在油菜与拟南芥中存在基因表达时期和表达水平相似性和差异，对进一步分析ABCD功能基因在油菜花蕾和花朵中的表达，油菜育种，雄性不育及花型改变的研究具有重要的意义。     

甘蓝型油菜生物节律钟输出基因BnGI的克隆和表达分析

利用同源克隆的方法,以拟南芥GIGANTEA基因为种子序列,在甘蓝型油菜中克隆得到GI基因,命名为BnGI。序列分析结果表明:该基因编码区全长为3 516bp,编码1 171个氨基酸,与白菜GI基因序列同源性达99%,与拟南芥GI基因同源性达87%。成熟蛋白的等电点为6.59,分子量为127.15kDa,亚细胞定位预测在细胞核定位。荧光半定量检测结果表明:BnGI基因在根、茎、顶端分生组织、叶、花等中均有表达,但表达水平具有组织特异性。     

油菜转录因子BnZFP基因的分离及其功能初步分析

为克隆油菜ZFP类转录因子基因,初步阐明其功能。采用RT-PCR的方法克隆基因和体内检测;花沾法转化拟南芥,Northernblotting检测转基因后的表达。从甘蓝型油菜中分离了一个新的ZFP类转录因子,它编码377个氨基酸,与拟南芥AtZFP基因(At2g29660)的碱基序列相似性最高,为76.2%,命名为BnZFP。该基因在父本、母本和F1代不同发育时期中均能较稳定的表达;该基因转化拟南芥,对获得的转BnZFP基因拟南芥进行了NorthernBlotting分析,表明该基因在拟南芥中得到过表达;与野生型拟南芥相比较,过表达BnZFP的转基因拟南芥在萌发、营养生长及生殖生长过程中没有表现出明显的表型变化,该基因的功能有待进一步研究。     

RACE方法在甘蓝型油菜基因克隆中的应用

将Invirtogen公司开发的一种RACE技术应用于甘蓝型油菜基因家族成员的克隆,克隆了查尔酮异构酶基因家族的全部6个成员和类黄酮3′-羟化酶基因家族的2个成员。应用结果表明:该方法具有低成本、高效率、能克隆全长基因的特点,适合甘蓝型油菜等多倍体物种基因家族成员的克隆。     

向日葵抗坏血酸过氧化物酶的电子克隆和生物信息学分析

利用电子克隆技术得到长753 bp的向日葵抗坏血酸过氧化物酶(HaAPX)cDNA。通过生物信息学分析发现,HaAPX在核酸水平和蛋白质水平上都与常见物种的APX非常相似,具有极其保守的酶活作用域Peroxidase-1(-divtlsggHtl-)和Peroxidase-2(-aplmlRlawHsa-),且配体结合位点和金属结合位点完全保守。HaAPX与甘薯(Ipomoea batatas)APX亲缘关系很近,其编码蛋白由250个氨基酸组成,分子量为2.7 ku,无信号肽和跨膜区,二级结构由37.6%α-螺旋、13.2%β-折叠、9.2%β-转角和40%无规则卷曲组成,三维构象与豌豆APX的非常相似。     

猪CSTB基因的克隆及多态性分析

[目的]利用RT-PCR方法克隆猪CSTB基因exon2序列,对所得序列进行多态性分析。[方法]以大白猪cDNA为模板,采用RT-PCR克隆方法,首次获得猪exon2序列,提交GenBank收录(GenBank登录号:DQ534493)。[结果]通过RT-PCR方法,克隆测序得到的猪CSTB基因exon2序列与人、鼠的CSTB基因exon2序列同源性分别为80.39%与72.55%。对所得猪exon2序列进行多态性分析,发现第26和78个碱基位置发生突变,分别为A→T和C→T,其中第26个碱基为错意突变,导致氨基酸的改变。[结论]CSTB基因exon2序列在猪、人和鼠上相对保守。