蛇足石杉HsFPS1、HsSQS1和HsSE1基因克隆、生物信息學(xué)預(yù)及表達(dá)分析.pdf

1、中藥蛇足石杉（千層塔）為石杉科（Huperziaceae）石杉屬（Huperzia）植物蛇足石杉[Huperziaserrata(Thunb.)Trev.]的干燥全草，是我國常用中藥之一。民間用于治療跌打損傷、瘀血腫痛、精神分裂、肌肉痙攣等疾病。蛇足石杉主要含有生物堿、萜類、類黃酮等化合物。其中生物堿成分（石杉?jí)A甲）是臨床治療早老年癡呆癥的有效藥物。除生物堿外，蛇足石杉萜類化合物也具有多種藥理學(xué)活性，但其生物合成途徑仍未被闡明。本實(shí)驗(yàn)室

2、在前期研究中獲得了大量的蛇足石杉的轉(zhuǎn)錄組信息，從中發(fā)現(xiàn)了可能參與蛇足石杉萜類化合物合成的轉(zhuǎn)錄本序列，包括編碼法呢基焦磷酸合酶（farnesyl pyrophosphate synthase，F(xiàn)PS）、鯊烯合酶(Squalene synthase，SQS)、鯊烯環(huán)氧酶(Squalene epoxidase，SE)等植物萜類生物合成途徑的關(guān)鍵酶基因。
　　 基于以上研究結(jié)果，本論文完成了以下研究內(nèi)容:
　　 本研究根據(jù)課題組

3、已獲得的蛇足石杉（Huperzia serrata）轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中的FPS1、SQS1和SE1轉(zhuǎn)錄本序列，設(shè)計(jì)三個(gè)基因全長擴(kuò)增引物，利用RT-PCR方法獲得蛇足石杉FPS1、SQS1和SE1基因的全長cDNA序列并構(gòu)建了蛇足石杉FPS1基因的酵母表達(dá)載體;利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR方法檢測(cè)了HsFPS1、HsSQS1和HsSE1基因在蛇足石杉的根、莖、葉中的表達(dá)情況;對(duì)HsFPS1、HsSQS1和HsSE1基因編碼蛋白序列進(jìn)行信號(hào)肽、跨膜區(qū)、

4、功能位點(diǎn)、結(jié)構(gòu)域、亞細(xì)胞定位的生物信息學(xué)分析，同時(shí)預(yù)測(cè)其編碼蛋白的結(jié)構(gòu)與功能。
　　 研究結(jié)果表明，克隆獲得的蛇足石杉FPS1基因編碼區(qū)序列長為1，193bp，編碼372個(gè)氨基酸殘基，命名為HsFPS1，GenBank登錄號(hào)JX027508。生物信息學(xué)預(yù)測(cè)HsFPS1蛋白的分子量是42.68kDa，等電點(diǎn)為6.60。HsFPS1與龍骨馬尾杉（Huperzia carinata）的FPS具有93％的序列相似性。HsFPS1蛋白無跨

5、膜區(qū)，具有萜類合酶等保守結(jié)構(gòu)域，不含信號(hào)肽。HsFPS1基因在蛇足石杉的根中表達(dá)豐度高于莖和葉。
　　 克隆獲得的蛇足石杉SQS1基因編碼區(qū)序列長為1，263bp，編碼420個(gè)氨基酸殘基，命名為HsSQS1，GenBank登錄號(hào)JQ004938。生物信息學(xué)預(yù)測(cè)HsSQS1蛋白的分子量是47.76kDa，等電點(diǎn)為6.60。HsSQS1與紫杉（Taxus cuspidata）的SQS具有66％的序列相似性。HsSQS1蛋白含有兩個(gè)跨

6、膜區(qū)，具有鯊烯/八氫番茄紅素合酶等保守結(jié)構(gòu)域，不含信號(hào)肽。HsSQS1基因在蛇足石杉的根中表達(dá)豐度高于莖和葉。
　　 克隆獲得的蛇足石杉SE1基因編碼區(qū)長為1，686bp，編碼561個(gè)氨基酸，命名為HsSE1，GenBank登錄號(hào)JX027509。生物信息學(xué)預(yù)測(cè)HsSE1蛋白的分子量為62.78kDa，等電點(diǎn)為9.19。HsSE1與印度苦諫(Azadirachta indica)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula