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在动物及拟南芥基因组中,突触结合蛋白基因(synaptotagmin,SYT)是作为含有C2结构域的基因广泛存在。目前已发现大量包含C2结构域的蛋白质,其中大多数参与细胞信号转导或膜转运。SYT都包含五个结构域:囊泡内N–端结构域,跨膜结构域,胞质中C2A,C2B,C–端结构域,其中C2A,C2B是行使功能的主要结构域。拟南芥基因组中含有6个SYT同源基因,分别命名为SYTA–F。已报道拟南芥SYTA在拟南芥盐胁迫应答信号途径中起着重要调节作用。近期研究表明拟南芥SYTA能与TMV的运动蛋白相互作用,在沉默SYTA的拟南芥中TMV运动蛋白的扩散受到抑制。番茄作为茄科植物的代表,是研究蔬菜中果实发育和成熟过裎的典型植物。本研究以2012年完成的番茄基因组测序为基础,经比对有SYTA同源基因存在。为了明确番茄中SYTA的亚细胞定位及筛选预期互作的寄主蛋白,本研究以室内番茄幼苗为材料,克隆番茄SYTA同源基因,进行植物表达分析,并且在茄科植物烟草cDNA文库中用酵母双杂交筛选互作基因,测序比对,发现SYTA可与烟草铁氧还蛋白I(ferredoxin I,Fd–I)在酵母细胞内直接互作。研究结果如下:根据发表的番茄基因组序列中SYTA同源基因序列,设计SYTA特异引物,以番茄总RNA为模板,RT–PCR克隆获得1620bp的目的条带,测序比对显示其与番茄基因组SYTA核苷酸相似性为98.9%,氨基酸比对结果显示:其与番茄基因组SYTA仅仅第88个氨基酸由赖氨酸突变为谷氨酸;与拟南芥、林烟草、绒毛状烟草、黄瓜、芝麻、可可和胡杨SYTA核苷酸相似性分别为71.1%、91.1%、91.1%、71.2%、83.1%、80.9%和79.4%;氨基酸相似性分别为73.6%、91.2%、91.2%、71.6%、79.6%、81.1%和79.6%。蛋白质二级结构在线预测结果表明番茄SYTA与拟南芥蛋白质二级结构类似,在结构上具有一个跨膜结构域(从羧基端到氨基端)、一个连接肤链和两个处于胞质中的C2结构域。将番茄SYTA构建到植物表达载体,获得与EGFP融合表达的植物表达载体Ppzp–SYTA–EGFP.经根癌农杆菌EHA105菌株介导在本氏烟叶片细胞内瞬时表达,共聚焦显微镜下观察发现番茄SYTA与拟南芥SYTA类似,大多分布到细胞膜,并且在及细胞质周缘也有少许分布。将番茄SYTA构建至酵母双杂交载体pSTT91,获得pSTT91–SYAT,酵母双杂交筛选烟草cDNA文库,经X–gal检测为阳性的克隆,提取质粒转入大肠杆菌测序分析,结果发现筛选到的蛋白对应基因比烟草铁氧还蛋白I(Ferredoxin I,Fd–I)少10个核苷酸。将与烟草Fd–I同源的番茄Fd–I全长构建至酵母双杂交载体pGAD424,pGAD424–Fd–I,将pGAD424–Fd–I和pSTT91–SYTA共转酵母细胞L40,可以在三缺培养基上长出克隆,X–gal检测为阳性,表明番茄SYTA可以与番茄Fd–I在酵母细胞中相互作用。前期研究表明番茄Fd–I可与ToMV CP相互作用,结合我们的结果,我们可能发现了一个有趣的互作链,ToMV CP–Fd I–SYTA–ToMV MP。这一互作链的进一步验证及其互作生物学意义的研究将为明确ToMV致病机理提供有价值的依据。