洋葱果胶甲酯酶基因AcPME的克隆、原核表达及亚细胞定位

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:junxiaohao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
洋葱(Allium cepa L.)在分类学上属于天门冬目石蒜科葱亚科葱属(APGIII)蔬菜作物,广泛栽培于世界各地。因其基因组巨大(15,290 Mbp/C),分子生物学基础领域的研究相对薄弱,主要集中在育性、颜色相关基因的分子标记上,而关于洋葱功能基因的研究甚少。果胶甲酯酶[pectin methylesterase,PME]是一类催化果胶复合物中甲酯化的D-半乳糖醛酸单元去甲酯化的一类细胞壁蛋白,根据其保守的结构域该酶组成了一个巨大的基因家族,在植物不同的生长发育阶段及其不同的生理过程中,通过作用于细胞壁而发挥作用。已有的研究发现,果胶甲酯酶参与了多种生理过程,如果实成熟、器官脱落、小孢子发育和花粉管伸长、种子萌发、抗病性、形成层细胞分化等。本试验在研究洋葱育性相关基因差异表达的过程中,发现了一个大小约为350 bp的差异表达片段始终只在可育材料中出现,克隆了其编码序列。蛋白质序列比对显示,该基因表达的蛋白具有果胶甲酯酶结构域,属于果胶甲酯酶超家族成员。本研究以洋葱育性恢复系12-10(S,MsMs)为研究材料,利用基因克隆、序列分析、原核表达、生物活性分析及基因枪技术转化洋葱表皮等方法,从分子生物学实验层面初步证明了洋葱AcPME基因是一个在洋葱花粉发育过程中表达的具有PME蛋白活性的定位于细胞壁或细胞膜的PME蛋白超家族成员。本研究结果如下:(1)以洋葱花蕾为试材,通过RACE实验获得了AcPME基因的表达序列;蛋白同源比对与系统进化分析表明,洋葱PME蛋白与水稻、玉米、高粱等单子叶植物的同源蛋白具有较高的相似性;生物信息学分析表明,AcPME蛋白存在明显的信号肽和跨膜区域(SP/TM)、PMEI结构域和PME结构域,在PME家族分类中属于第一类,即含有一个长N末端前区域(pro-region);AcPME蛋白三维结构模式图显示了该蛋白具有一个明显的凹沟,4个结合位点氨基酸残基(T423、Q453、R565和W567),2个活性位点氨基酸残基(D476和D497)。(2)成功构建了pGEX4T-1-PME和pET24a-PMEI原核表达载体,并在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中进行了表达条件的优化,确定了pGEX4T-1-PME表达条件为17 oC,0.3 mM IPTG诱导4 h;pET24a-PMEI蛋白表达条件为37 oC,0.1 mM IPTG诱导4 h。SDS-PAGE电泳检测明确了重组蛋白的存在形式,原核表达蛋白pGEX4T-1-PME为可溶性蛋白,而pET24a-PMEI蛋白则以包涵体形式存在;表达蛋白对应的分子量分别约为61.73 kD和24.67 kD,与目的蛋白预期大小相符。(3)利用GST-tag纯化柱对pGEX4T-1-PME表达产物纯化了目的蛋白,同时利用His-tag纯化柱采用柱上复性的方法纯化了目的蛋白pET24a-PMEI,获得了GST-PME和PMEI-6×His纯化蛋白。(4)生物活性分析表明pGEX4T-1-PME(PME)具有明显的PME活性;pET24a-PMEI(PMEI)能够抑制自身蛋白PME的活性,而不能抑制外源蛋白P5400的活性。(5)利用pUC19载体和Ac GFP(Clontech)绿色荧光蛋白基因,成功构建了pUC19-35S-AcPME-AcGFP亚细胞定位载体,并以pUC19-35S-AcGFP载体为阳性对照,利用基因枪轰击洋葱表皮方法进行亚细胞定位,在荧光显微镜下观察发现AcPME融合蛋白定位于细胞膜或细胞壁中,初步证明了该蛋白是一种作用于细胞膜或细胞壁蛋白。
其他文献
目的探讨采取护理干预提高肠镜检查前肠道准备的清洁度。方法对180例患者采用护理干预行肠道准备,通过心理、饮食、用药、运动等护理干预及做好服药后的观察。结果本组患者均
现代企业制度下,企业举债经营是一种高明行为,可以迅速扩大企业经营规模、增加盈利。但丰厚的利润是与风险相伴而生的。主要研究了现代企业制度下,企业举债经营风险的类型及
竖井传统施工方法进度慢,施工难度大,成本高。当其有下部通道时,选择钻孔导井法施工,则可以大大缩短工期,降低成本,具有明显的优越性。以呷村矿山溜井工程实践为例,探讨了钻
在我国的民事诉法中,并未规定诉讼请求分割制度,这不仅对当事人实体利益和程序利益的切实保护产生了影响,也导致了相关案件中诉讼标的范围和既判力范围混乱等问题。基于平衡
有赖于网络链接行为的助力,最终用户享受着精确获取信息之便捷,但不可否认的是著作权人的利益也面临着前所未有的侵害风险。在这一背景下,权利人试图通过排他权的设置,将网络
本文从对斯宾塞等人的社会有机体理论的评价入手 ,考察了马克思的社会有机体理论的形成过程 ,提出马克思的社会有机体的构成内容中有两个前提性构成部分、一个基础性构成部分
<正> 人的高矮,除与遗传因素、体育锻炼有很大关系外,还与饮食营养有着重要的关系。 研究表明,人的生长有二个高峰期:一是出生到1周岁,初生婴儿平均身高为50厘米,1周岁后平均
<正> 专制主义中央集权的秦王朝,政治上军事上指挥了一个空前统一的国家,基本上做到了“法令由一统”(《史记·秦始皇本纪》),中央的法令要下达各地,地方的情况要上报中央,因
要实现互联网管理的科学发展,应该科学地制定互联网管理的目标,本文结合对我国互联网发展现实情况和对国外互联网管理经验的梳理,从促进经济发展、维护社会稳定和建设网络文
伴随着我国社会经济的不断发展,我国的民主法治进程也在不断的深化转型的过程中。在目前的情况来看,由于经济转型所引发的社会矛盾不断的激化,并且进一步造成了社会的动荡不