香菇基因组中L-半胱氨酸亚砜裂解酶同源蛋白的生物信息学分析

作     者：王莹 鲍大鹏 杨瑞恒 陈洪雨 高英女 李燕 茅文俊 吴莹莹 WANG Ying;BAO Da-Peng;YANG Rui-Heng;CHEN Hong-Yu;GAO Ying-Nv;LI Yan;MAO Wen-Jun;WU Ying-Ying

作者机构：国家食用菌工程技术研究中心农业部南方食用菌资源利用重点实验室上海市农业遗传育种重点开放实验室上海市农业科学院食用菌研究所上海201403 

基　　金：上海市科委科技创新行动计划(17391900400) 上海市科技兴农重点攻关项目[沪农科攻字(2016)第6-1-3号] 上海市农业科学院卓越团队建设计划[农科创2017(A-02)]~~ 

出 版 物：《菌物学报》 (Mycosystema)

年 卷 期：2018年第37卷第12期

页      码：1608-1619页

摘      要：L-半胱氨酸亚砜裂解酶(L-cysteine sulfoxide lyase,C-S lyase)是香菇中含硫风味物质生物合成途径的关键酶之一。本文基于6个不同香菇菌株的全基因组测序数据,挖掘了24个潜在的香菇L-半胱氨酸亚砜裂解酶(LentinulaedodesC-Slyase,Lecsl)同源基因,对其编码蛋白的生理生化特性、信号肽、跨膜结构域、转录活性、分子进化、保守基序和蛋白三级结构等方面进行了分析。结果发现,这24个香菇Lecsl同源蛋白含有相同的蛋白结构域(IPR015424和IPR000192),都属于L-半胱氨酸脱巯基酶家族(PTHR43092:SF2),都不含信号肽和跨膜结构,但它们的蛋白稳定性有所不同。对24个Lecsl同源蛋白进行聚类分析发现,其中的11个组成了新的进化分支,这一分支的Lecsl同源蛋白在香菇的菌丝体或子实体中有转录活性,且含有蒜酶和L-半胱氨酸脱硫酶的保守基序19,推测这一分支的Lecsl同源蛋白在香菇中具有催化产生含硫风味物质和内源性甲醛的活性。进一步分析发现,这一分支又分为两个亚支,其中一支包含已发现的Lecsl/LE01_CSL1,并且在香菇的菌丝体和子实体阶段都有转录活性;另一个亚支上的C-Slyase同源蛋白仅在菌丝体中有转录活性,推测这两个亚支的L-半胱氨酸亚砜裂解酶分别在香菇生长发育的不同阶段发挥催化作用。通过三维结构的解析,阐明了Lecsl中保守基序19亦是使蒜酶产生催化活性的关键结构域,并且利用分子动力学模拟的方法,预测保守基序19中的Asn3、Gln5和Ser6是香菇C-S lyase产生催化活性的关键氨基酸残基。

主 题 词：香菇 L-半胱氨酸亚砜裂解酶 生物信息学 聚类分析 关键氨基酸 

学科分类：09[农学] 0902[农学-自然保护与环境生态类] 090202[090202] 

核心收录：

D　O　I：10.13346/J.MYCOSYSTEMA.180187

馆 藏 号：203424014...