条斑紫菜超氧化物歧化酶全长基因序列分析.pdf

福建畏门 第三届海洋生物高技术论坛 2005．08．19．23 条斑紫菜超氧化物歧化酶全长基因序列分析+ 茅云翔’王荣周晓君庄筠昀 (中国海洋大学海洋生命学院青岛市鱼山路5号266003青岛中国) 摘要：依据本实验室已有的条斑紫菜(Porphyra dismutase，SOD)基因。对该克隆的插 择与紫菜抗逆性相关的超氧化物歧化酶(Superoxide 入片断进行测序，得一段1019bp的核苷酸序列。将其与GenBank中的序列进行比对，发现 其与Mn．SOD的基因具有较高的相似性。后用DNAsis等生物软件对其进行序列分析，表明 其包含一个完整的ORF，编码224个氨基酸和终止密码子，其中包含四个与Mn2+的结合位 点及一个保守的金属结合结构域，预测分子量为24394．38Da；该基因的ORF中在第三位密 码子处，(G+c)的使用率高达84．9％，说明该基因中存在着密码子使用的偏向性问题。该序 列推导的氨基酸与莱茵衣藻(Chlamydomonas baltica Oceanobacillus aurantiacus)等物种的 stearothermophilus)、iheyensis、绿丝茵(Chloroflexus 对，表明该序列为条斑紫菜Mn—SOD基因的全序列。这是第一次在紫菜中有关该基因的报道。 关键词：条斑紫菜，超氧化物歧化酶(SOD)，序列特征 紫菜是红藻门，红藻纲，红毛菜目，红毛菜科，紫菜属(Porphyra)大型海藻的总称， 全世界约有134种，广泛分布于寒带到亚热带海域潮间带。紫菜不仅味道鲜美，而且具有较 高的营养价值和药用价值，引起了人们对其研究的重视，使其成为重要的经济栽培海藻。我 斑紫菜(P．yezoensis)…。现在，紫菜已大规模养殖，但在紫菜养殖中还存在一些急需解决 的问题，如丝状体发育可控和叶状体速生、高产、高品质、抗病、抗逆、抗杂藻附生、抗腐 烂等。 紫菜多生长于潮问带岩石上，为阳生藻类，每天随着涨潮和落潮的发生，经受着水、陆两 种环境的变化，具有强的抗逆能力。因此，紫菜是研究植物抗逆性机理的良好材料。冯琛等 人曾研究了盐度胁迫、cu2+胁迫条件下甘露醇和丙二醛含量的变化，推测紫菜的抗逆性是靠 渗透调节系统和自由基消除系统等实现的【3】。而自由基清除系统主要包括SOD对超氧阴离子 自由基(02)的清除，甘露醇对．OH的清除和海藻多糖对外源系统产生的02‘、．R、·OH的清 除作用比J。 dismutase，SOD，EC 超氧化物歧化酶(Superoxide 续利用重点实验室开放课题资助课题 +通讯作者，E．mail：yxmao@ouc．edu．clq 662 福建曩n’ 第三届海洋生物高技术论坛 2005。08．19-23 行牛血红细胞分级分离时发现的，当时称之为血铜蛋白，后弄清了它催化超氧阴离子发生歧 化反应的性质，正式将其命名为超氧化物歧化酶[3】。SOD是一类金属酶类，在生物体内分布 【5，61。各种SOD的细胞定位不同，但它们都是由核基因编码的【7】。 SOD能催化清除体内超氧阴离子自由基的反应，为生物体内防御氧化损伤(抗氧化)的 一类生物酶。它具有抗衰老、提高机体对多种疾病的抵抗力、增强机体对外界环境的适应力 、减轻肿瘤患者在放疗、化疗过程中的严重毒副反应等生理功能。大量试验和临床应用表 明，无论何种给药方式，除罕见的超敏反应外，SOD对人体无毒性。虽然SOD是分子量为 30000Daltons左右的蛋白质，但却未发现具有抗原性。目前SOD己广泛应用于医药，化妆 品、食品等领域uJ。 cDNA 目前对许多生物的SOD及其基因进行了广泛的研究。已从植物中克隆了几种SOD 并用来转化不同的植物，最终获得了SOD活性增强的转基因植株【8】。在转基因烟草、苜蓿、 土豆和棉花中，叶绿体SOD的过量表达，提高了它们对氧化胁