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薄荷檸檬烯-6-羥化酶基因(MhL60H)的克隆與表達分析
關鍵詞：薄荷 基因克隆 生物信息學分析 組織表達特性 原核表達分析
摘要：從薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)葉cDNA中克隆到1個參與精油合成的檸檬烯-6-羥化酶基因,命名為MhL6OH,編碼的蛋白質為MhL6OH。序列分析結果表明:該基因蛋白質編碼區(CDS)全長1 479 bp,編碼492個氨基酸殘基;MhL6OH蛋白的理論相對分子質量為55 855.69,理論等電點為pI 8.71,其二級結構中α-螺旋、無規則卷曲、延伸鏈和β-轉角的比例分別為51.02%、30.49%、12.40%和6.10%,且該蛋白質含有保守的細胞色素P450結構域,說明薄荷MhL6OH蛋白屬于CYP71家族的D亞家族。多重序列比對結果表明:薄荷MhL6OH蛋白與椒樣薄荷(M.piperita Linn.)MpL6OH蛋白和留蘭香(M.spicata Linn.)MsL6OH蛋白的氨基酸序列高度相似,均具有細胞色素P450的血紅素結合區;并且,MhL6OH蛋白與MpL6OH蛋白底物識別位點(SRS)的序列相似性更高,二者的SRS2、SRS3、SRS5和SRS6序列完全相同,僅分別在SRS1和SRS4序列上存在1個氨基酸差異,說明MhL6OH蛋白與MpL6OH蛋白可能具有相似的底物識別特異性。系統進化樹分析結果表明:薄荷與椒樣薄荷的親緣關系最近。組織表達特性分析結果顯示:MhL6OH基因的相對表達量在薄荷葉中最高,并遠高于其在莖和根中的相對表達量。原核表達分析結果顯示:MhL6OH蛋白能夠在大腸桿菌[Escherichia coli(Migula) Castellani et Chalmers]中高量表達,且其表達量隨誘導時間延長而逐漸增大。研究結果顯示:薄荷MhL6OH基因組織表達模式與其精油分布一致,MhL6OH蛋白底物識別位點的特異性可能是薄荷醇為薄荷精油主要成分的重要原因。
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