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题名橡胶树胶乳高表达的法尼基焦磷酸合成酶的功能
被引量：3
- 1
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作者
邓小敏
杨署光
田维敏
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机构
中国热带农业科学院橡胶研究所
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出处
《林业科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期43-51,共9页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(31800578)
海南省自然科学基金高层次人才项目(320RC734)。
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文摘
【目的】天然橡胶生物合成途径是典型的植物类异戊二烯代谢途径,MVA代谢途径是天然橡胶与萜类化合物所需的五碳构成单元IPP和DMAPP生物合成的主要途径之一。由2分子IPP和1分子DMAPP聚合形成的法尼基焦磷酸是乳管细胞天然橡胶生物合成的起始前体,厘清该起始物的合成酶酶学性质不仅有助于阐明天然橡胶生物合成机制,同时也为天然橡胶遗传改良提供酶学理论基础。【方法】对橡胶树热研7-33-97基因组中同源的3个预测的法尼基焦磷酸合成酶(HbFPS1、HbFPS2、HbFPS3)进行序列特征分析,优选胶乳中高表达的2个法尼基焦磷酸合成酶基因构建原核表达载体,经蛋白纯化与MALDI TOF质谱确证,并同时进行体外酶活性检测,最终评价其对体外橡胶合成效率的影响。【结果】橡胶树基因组含有的3个预测的法尼基焦磷酸合成酶都含有特征性的2个保守结构域“DDIMD”和“DDYXD”及相似的三维空间结构,其中胶乳高表达的HbFPS1和HbFPS2基因编码的蛋白氨基酸序列相似性达到95%,说明HbFPS1和HbFPS22个冗余基因可能经历了基因组中同源基因的后期拷贝事件。同时HbFPS1和HbFPS2基因能够正确地在大肠杆菌中表达,HbFPS3却难以正确折叠而形成包涵体,体现了这2类蛋白质N末端氨基酸明显的亲疏水性差异对蛋白可溶表达的影响。HbFPS1和HbFPS2蛋白在体外除了能够利用GPP为底物合成FPP外,还能够直接转化IPP和DMAPP生成FPP。同时,分别添加HbFPS1和HbFPS2蛋白能够提高体外橡胶合成效率并且存在蛋白剂量相关性特征。与对照相比,在特定的反应体系中,当HbFPS1和HbFPS2蛋白添加量增加时体外橡胶合成效率随之不同程度地提高,且在100μg时促进作用最明显。【结论】橡胶树胶乳中高表达的2个冗余基因HbFPS1和HbFPS2与HbFPS3基因编码蛋白的序列差异可能影响酶的活性。HbFPS1和HbFPS2蛋白确证是胶乳中能够促进天然橡胶合成的功能酶,而且能够直接聚合IPP和DMAPP生成天然橡胶合成起始物FPP。本研究建立了基于天然橡胶粒子的体外蛋白功能研究平台,并证明HbFPS1和HbFPS2酶在一定的含量下能够显著地提升橡胶合成效率。通过调控HbFPS1和HbFPS2酶活性将有助于橡胶树优质高产品种的改良与选育。
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关键词
橡胶树
法尼基焦磷酸合成酶
天然橡胶生物合成
胶乳
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Keywords
Hevea brasiliensis
farnesyl pyrophosphate synthase
natural rubber biosynthesis
latex
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分类号
S718.43
[农业科学—林学]
S718.46
[农业科学—林学]
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题名杧果FPPS基因的鉴定和序列分析
- 2
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作者
盖江涛
朱敏
党志国
陈华蕊
陈振玺
王鹏
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机构
中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所
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出处
《广东农业科学》
CAS
2016年第6期69-75,F0002,共8页
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基金
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(1630032015026
1630032014013)
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文摘
法尼基焦磷酸合成酶(Farnesyl Pyrophosphate Synthase,FPPS,EC∶2.5.1.1)是倍半萜合成中的一个关键酶,在植物萜类合成过程中有关键作用。以杧果FPPS基因为研究对象,以拟南芥FPPS基因为参考,通过BLAST方法从番木瓜、金钱橘、甜橙、苹果、小果野蕉、桃子、白梨、葡萄、中华猕猴桃、无油樟基因组数据中获得了FPPS基因,共19条FPPS基因序列,对其进行了系统进化分析和生物信息学分析。系统进化结果显示:双子叶植物纲果树与单子叶植物纲果树关系较远,同是双子叶植物纲的果树关系较近,同科果树亲缘关系更近。生物信息学分析结果显示:氨基酸序列中,酸性蛋白占94.7%,稳定性蛋白占84.2%,有信号肽的蛋白占5.3%,有导肽的蛋白占10.5%,所有蛋白均为有明显跨膜现象的亲水性蛋白;所有FPPS基因亚细胞定位于线粒体中,均有蛋白活性位点。
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关键词
杧果
萜类
法尼基焦磷酸合成酶
系统进化
生物信息学
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Keywords
mango
terpenoid
farnesyl pyrophosphate synthase （ FPPS ）
phylogenetic
bioinformatics
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分类号
S667.7
[农业科学—果树学]
Q37
[生物学—遗传学]
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题名三疣梭子蟹fps克隆及其在卵巢发育中的表达分析
被引量：4
- 3
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作者
朱韬
朱冬发
邱锡尔
周彦琦
柳志业
谢熙
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机构
宁波大学海洋学院
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出处
《生物学杂志》
CAS
CSCD
2016年第3期10-14,19,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(41376152)
浙江省自然科学基金项目(LY13C190006)资助
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文摘
法尼基焦磷酸合成酶(FPS)是类异戊二烯生物合成途径中的关键酶,参与甲壳动物甲基法尼酯(MF)等萜类激素的合成。为研究FPS在甲壳动物卵巢发育中的调控作用,采用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE技术)克隆得到了三疣梭子蟹fps(Ptfps)的序列全长(Gen Bank登录号:KM013803)。结果显示:Ptfps cDNA全长为2 360 bp,开放阅读框长1 290 bp,编码429个氨基酸。生物信息学分析发现PtFPS具有7个异戊烯基转移酶的保守结构域,与已公布的内华达古白蚁FPS同源性最高(达到58%)。实时荧光定量PCR分析结果显示:fps主要在大颚器(MO)中表达,远高于其它组织的表达水平(P<0.01);在第1次卵巢发育过程中,fps的表达水平在Ⅳ期显著升高(P<0.05),之后略有下降;在第2次卵巢发育过程中,fps的表达水平在Ⅲ期显著升高(P<0.05),并在IV期达到最大。以上结果表明fps可能参与三疣梭子蟹卵巢发育的调控。
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关键词
三疣梭子蟹
法尼基焦磷酸合成酶
克隆
卵巢发育
表达水平
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Keywords
Portunus trituberculatus
farnesyl diphosphate synthase（FPS）
gene cloning
ovarian development
expression
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分类号
Q78
[生物学—分子生物学]
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