虎杖中一种新的2-吡喃酮合酶基因的克隆和功能研究（英文）

论文摘要

4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮（2-吡喃酮）及其衍生物是一类重要的植物次生代谢产物,具有抗虫、抗真菌等功能,在工业上可用于生产可再生化学平台间苯三酚和1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯. 2-吡喃酮合酶（2PS）,一种Ⅲ型聚酮合酶（PKSs）,是合成2-吡喃酮的关键酶.本研究以中药材虎杖（Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc）为材料,从中分离鉴定了一种新的2-吡喃酮合酶（Pc2PS）. Pc2PS与已知的几种2PSs的氨基酸序列相似性为54%～56%.通过体外酶促反应鉴定功能发现,Pc2PS可以催化1分子乙酰-CoA与2分子丙二酰-CoA,缩合生成4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮;也可以只利用3分子丙二酰-CoA,以相同的效率缩合生成2-吡喃酮.由此可以看出,乙酰-CoA存在与否并不影响该酶的催化效率.随后,我们测定了Pc2PS以丙二酰-CoA为单一底物时的酶动力学参数.虽然之前报道的2PSs也可以只利用丙二酰-CoA生成2-吡喃酮,但与Pc2PS不同的是,乙酰-CoA的缺失会大大降低催化效率.另外,对Pc2PS基因的组织表达特异性检测结果表明,该基因主要在虎杖根中表达,在叶中的表达量很低.本研究丰富了2PS的种类,并为2-吡喃酮的生物合成提供了基因资源.

论文目录

• 1 Materials and methods
•   1.1 Plant material and reagents
•   1.2 Cloning of Pc2PS c DNA
•   1.3 Heterologous expression and purification of recombinant protein
•   1.4 Enzyme reaction and product analysis
•   1.5 Determination of kinetic parameters
•   1.6 Phylogenetic tree construction
•   1.7 Quantitative real-time PCR
• 2 Results and discussion
•   2.1 Isolation and characterization of 2PS from P.cuspidatum
•   2.2 Phylogenetic analysis
•   2.3 Enzymatic activity of Pc2PS
•   2.4 Steady-state kinetics analysis
•   2.5 Expression pattern

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈默,吴志军,王晓伟,胡红艳,曹杰,柴团耀,王红

关键词: 型聚酮合酶,吡喃酮合酶,虎杖

来源: 生物化学与生物物理进展 2019年07期

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农作物

单位: 中国科学院大学生命科学学院,中国科学院遗传与发育生物学研究所

基金: supported by grants from The National Natural Science Foundation of China(61672489,61379081),the Chinese Academy of Sciences(KJRH2016)~~

分类号: Q943.2;S567.239

DOI: 10.16476/j.pibb.2019.0037

页码: 699-710

总页数: 12

文件大小: 6155K

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