茅苍术硫解酶AIKAT基因的克隆及原核表达分析

作     者：徐睿 单婷玉 吴君贤 刘梦丽 余函纹 查良平 彭华胜 XU Rui;SHAN Ting-yu;WU Jun-xian;LIU Meng-li;YU Han-wen;ZHA Liang-ping;PENG Hua-sheng

作者机构：安徽中医药大学药学院安徽合肥230012 安徽中医科学院中药资源保护与开发研究所安徽合肥230012 中国中医科学院中药资源中心北京100700 中国医学科学院道地药材研究创新单元(2019RU57)北京100700 

基　　金：国家自然科学基金项目(81703633,82071412) 中国医学科学院医学与健康科技创新工程项目(2019-I2M-5-065) 安徽省自然科学基金青年基金项目(1808085QH290) 中央本级重大增减支项目(2060302) 

出 版 物：《中国中药杂志》 (China Journal of Chinese Materia Medica)

年 卷 期：2021年第46卷第19期

页      码：4950-4958页

摘      要：对茅苍术脂肪酸β-氧化途径中关键酶3-酮脂酰-CoA硫解酶(KAT)基因进行克隆并开展生物信息学分析、原核表达和基因表达分析,为研究茅苍术脂肪酸β-氧化机制奠定基础。根据茅苍术转录组数据中KAT基因序列信息,设计特异性引物,采用RT-PCR方法克隆获得茅苍术3-酮脂酰-CoA硫解酶基因全长序列,命名为AIKAT(GenBank登录号为MW665111)。结果分析表明,AIKAT基因的开放阅读框(ORF)为1 323 bp,编码440个氨基酸,推测其相对分子质量为46 344.36,蛋白理论等电点为8.92。通过在线工具预测AIKAT为稳定的碱性蛋白,跨膜结构域分析表明AIKAT无跨膜结构,二级结构显示其主要由α-螺旋结构组成,利用同源建模进行三级结构预测;同源氨基酸序列分析表明茅苍术与黄花蒿、洋蓟、地黄、拟南芥KAT编码的氨基酸序列具有较高的同源性;系统进化树分析显示AIKAT与洋蓟CcKAT2聚为一支,证实了菊科3-酮脂酰-CoA硫解酶基因的同源性;构建原核表达载体pET-32a-AIKAT并转化至大肠杆菌BL21 (DE3)表达感受态进行诱导表达,在64 kDa处成功表达出目的蛋白;利用实时荧光定量PCR技术检测了茅苍术3个组织中的AIKAT基因表达量,结果显示AIKAT在根状茎中表达量最高,其次是叶、茎。该研究首次克隆得到AIKAT基因,使其重组蛋白在大肠杆菌中成功表达,并验证了其在不同组织中存在差异表达,为进一步研究茅苍术脂肪酸β-氧化途径奠定了基础。

主 题 词：茅苍术 3-酮脂酰-CoA硫解酶 基因克隆 原核表达 表达分析 

学科分类：1008[医学-中药学类] 10[医学] 

核心收录：

D　O　I：10.19540/j.cnki.cjcmm.20210706.101

馆 藏 号：203105065...