4-二磷酸胞苷-2-C-甲基-D-赤藓醇激酶[4-(cytidine-5'-diphospho)-2-C-methyl-D-erythritol kinase,CMK]是生成萜类化合物MEP途径的关键酶之一.本研究以茅苍术转录组数据为依据,克隆获得CMK基因序列,命名为AlCMK(GenBank登录号为OM283293).研究结果表明,AlCMK包含一个全长为1 230 bp的开放阅读框(ORF),编码409个氨基酸,推测其相对分子质量为44 752.53,蛋白理论等电点为6.67;跨膜结构分析表明其无跨膜结构,二级结构显示其主要由无规则卷曲(48.17％)结构组成;同源氨基酸序列分析表明,茅苍术与除虫菊、桂花、杜仲、忍冬、丹参CMK基因编码的氨基酸序列具有较高同源性;系统进化树分析表明,茅苍术A1CMK与菊科植物CMK蛋白亲缘关系较近;构建pET-32a-AlCMK原核表达载体,并转化至大肠杆菌BL21(DE3)表达感受态,蛋白表达结果显示其分子质量约为65 kDa;利用qRT-PCR分析AlCMK基因在不同组织和茉莉酸甲酯(MeJA)处理后的表达模式,同时采用ELISA试剂盒法测定茅苍术CMK酶活性,结果表明,不同产地茅苍术AlCMK基因具有组织表达差异性,且受外源MeJA诱导表达,酶活结果显示不同产地茅苍术CMK酶活性均在叶中较高;亚细胞定位显示该基因位于叶绿体中.本研究为进一步阐明茅苍术中萜类化合物合成途径Al CMK基因的生物学功能提供参考.

茅苍术;4-二磷酸胞苷-2-C-甲基-D-赤藓醇激酶;基因克隆;原核表达;表达分析;亚细胞定位

安徽中医药大学药学院,安徽合肥230012;南京中医药大学药学院,江苏南京210046;安徽医科大学基础医学院,安徽合肥230032;中国中医科学院中药资源中心,北京100700

[1]鲁继梅;徐睿;吴君贤;邹立思;刘超;彭华胜;查良平-.茅苍术AlCMK基因的克隆及原核表达分析)[J].药学学报,2022(09):2876-2884

AlCMK,diphospho,OM283293,A1CMK

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