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苦荞[Fagopyrum tataricum]为蓼科荞麦属植物,主要产于高海拔地区,其茎、叶、花及种子中均富含黄酮类化合物。研究发现黄酮类化合物具有预防和辅助治疗糖尿病、高血脂和高血压等多种疾病的功效,具有广阔的应用前景。黄酮-3-羟化酶(F3H)是黄酮类化合物代谢途径中的关键酶,属于2-酮戊二酸依赖型双加氧酶家族,在辅助因子2-酮戊二酸、分子氧、铁和抗坏血酸等的辅助下,能够催化柚皮素C3位羟基化,生成二氢山奈素(DHK),进而合成黄酮醇、前花色素苷、花青素等物质。本研究以苦荞种子灌浆期cDNA文库中的黄酮-3-羟化酶基因截短体(truncated Flavanone3-hydroxylase,TrF3H)序列为基础,开展了以下研究:(1)利用生物信息学方法分析了苦荞黄酮-3-羟化酶基因序列,并对其氨基酸序列进行了结构预测及功能分析,并构建了系统发育树。分析结果表明:该基因的完整序列为1369bp,其中编码区序列为1104bp,共编码367个氨基酸。该蛋白质的氨基酸序列与甜荞的黄酮-3-羟化酶的氨基酸序列有83%的相似性。结构域预测发现,F3H蛋白质含有一个高度保守的2OG-FeII-Oxy区域及PLN03176、PLN02515两个保守结构域。本研究成功克隆了639bp的F3H基因编码区序列,其编码C端213个氨基酸,分子量与等点电分别为24.81kD和6.36。(2)以苦荞cDNA文库中克隆的苦荞灌浆期的黄酮-3-羟化酶基因重组质粒pTriplEx2-TrF3H为模板,PCR扩增得到苦荞截短的F3H基因(TrF3H)编码区序列,并将其定向插入原核表达载体pET47b构建了重组质粒pET47b-TrF3H,然后转入大肠杆菌Rosetta plysS(DE3)中进行表达。结果表明:TrF3H以包涵体形式高效表达。(3)对诱导蛋白进行了包涵体复性及纯化,并对重组蛋白的His-tag进行鉴定,结果显示该蛋白N端带有His-tag。(4)钴柱纯化该重组蛋白后,SDS-PAGE电泳并切胶回收目的条带,以高度纯化的重组蛋白为抗原制备多克隆抗体。Western blotting检测结果显示:所制备抗体与原核表达的TrF3H蛋白及苦荞发育期种子的可溶性蛋白杂交出现特异性条带,表明F3H在苦荞的发育期种子中大量表达,且存在于发育期种子的可溶蛋白部分。