西洋菜鋅鐵轉運蛋白基因的克隆及表達.pdf

1、鋅鐵轉運蛋白(ZIP)是在高等植物中廣泛存在的，在多種金屬離子轉運功能中起重要的作用一類蛋白。其成員大都具有8個跨膜結構域，在金屬離子從細胞胞外至細胞內的轉運過程中以及金屬離子細胞內的運輸過程中都發(fā)揮重要的作用。
　　西洋菜可以在重金屬離子過量的環(huán)境中生長狀況良好，吸收大量的金屬離子但對植株本身不會造成傷害。正因為西洋菜具有過度吸收重金屬元素的特點，所以可利用西洋菜來凈化水質。從分子水平研究西洋菜吸收利用重金屬元素的機理并結合其他

2、已研究的植物的吸收利用重金屬元素分子機理，可共同探索植物修復機制。
　　本文基于水稻、玉米、小麥等二十多種單子葉被子植物的ZIP基因保守序列設計簡并引物，并以西洋菜根部RNA為模板，采用RT-PCR的方法擴增出西洋菜NoZIP的中間保守序列片段。再經RACE(Rapid-amplification ofcDNA ends)法，克隆到完整的NoZIP基因(Nasturtium officinaleR.Br.ZRT, IRT-like

3、 protein，標號為NoZIP)，基因全長為1446bp。NoZIP編碼一個357個氨基酸殘基的多肽，推測的多肽分子量大小為38.1kDa，PI=6.49。通過氨基酸序列和結構分析顯示NoZIP蛋白包含了9個相對保守的跨膜結構域以及4個功能區(qū):Fe2+轉運蛋白區(qū)域，Zn2+轉運蛋白區(qū)域，運輸及結合蛋白、陽離子和攜帶鐵的化合物區(qū)域，二價重金屬離子轉運蛋白區(qū)域（參與無機離子轉運與代謝）。通過亞細胞定位預測NoZIP蛋白包含信號肽(sec

4、retory pathway signal peptide，SP)，其合成及轉運途徑可能類似于分泌蛋白，但最終定位在細胞膜上，是一種跨膜通道蛋白。通過BLAST分析及進化樹構建可知NoZIP氨基酸序列與其他物種的ZIP氨基酸序列相似性在77％以上，其中與薺菜的相似性最高，氨基酸相似性高達92％。
　　本實驗還對6種不同培養(yǎng)條件下，西洋菜根部和葉部的NoZIP轉錄水平進行了分析。在根部，鋅離子和鐵離子的缺乏均可以誘導西洋菜根部NoZ