茶树茶氨酸合成酶基因的酶活性验证与蛋白三维结构分析 - 广西植物.pdf

广 西 植 物 Guihaia Jun．2015，35(3)：384—292 http：／／journa1．gxzw．gxib．cn D0I：10．11931／guihaia．gxzw201312041 陈琪，江雪梅，孟祥宇，等．茶树茶氨酸合成酶基因的酶活性验证与蛋白三维结构分析EJ2．广西植物，2015，35(3)：384—292 ChenQ，JiangXM，MengXY，eta1．Enzymaticactivityverificationandproteinthree-dimensionalstructuralanalysisoftheaninesynthetasegeneinCamel hasinensis[J]．Guihaia，2015，35(3)：384—292 茶树茶氨酸合成酶基 因的酶活性 验证与蛋 白三维结构分析 陈 琪 ，江雪梅 ，孟祥宇，张正竹，宛晓春 (安徽农业大学 茶与食 品科技学院，茶树生物学与资源利用 国家重点实验室 ，合肥 230036) 摘 要：针对NCBI上已登录的茶氨酸合成酶与谷氨酰胺合成酶基因序列进行克隆、原核表达与酶活性验证， 利用多种生物信息学数据库和软件 ，对 CsTS与CsGS基因进行结构、性质和功能预测，采用同源建模法对蛋 白三维结构进行预测 ，比较并预测催化作用位点的差异 ；用系统进化树分析从裸子植物到高等被子植物的谷 氨酰胺合成酶基因序列 ，推测其进化的演变过程；通过对原核表达的基因T程菌提取粗酶液进行酶活性测定。 结果表明：尽管茶树 TS与 GS序列高度同源，但是原核表达后的融合蛋 白仍然显示 了不同的催化能力，蛋 白 一 、 二级结构分析显示 TS与CsGS差异不大，但是通过同源建模形成的蛋 白三级结构分析显示，CsTS与 CsGS存在 3个催化位点上的差异，这可能是导致其酶活性差异的关键。系统进化分析结果首次确定茶氨酸 合成酶应为谷氨酰胺合成酶基因家族成员，按照其细胞定位预测应为胞质型GS，其亲缘关系与 同为双子叶植 物的葡萄 、陆地棉、巴西橡胶树、拟南芥较接近。 关键词：茶氨酸合成酶；谷氨酰胺合成酶 ；蛋 白二三维结构；同源性分析 中图分类号：Q949；$571．1 文献标识码：A 文章编号：1000—3142(2015)03—0384—09 E-一nzymat·i-cactiv·i●ty·veri…tlcat·i·on andlDI。0ItJel●n t·llI．ee．-d1l●m enSto‘nall structuralanalysis0ftheaninesynthetase ● ，、- ■ ■ ● ● ● Rene in camellta SIS CHEN Qj，JIANG Xue-Mei，ME[NGXiang-Yu，ZHANGZheng-Zhu，Ⅵ N Xiao-Chun (StateKeyLaboratoryojTeaPlantBiologyandUtilization，CollegeoJFoodScience and Technology，AnhuiAgriculturalUniversity，Hefei230036，China) Abstract：Theaim ofthisstudywastoanalyzethehighlyhomologoussequencesoftheaninesynthetasegenesand glutaminesynthetasegenesofteaplant，speculatetheirevolutionaryrelationship，predicttheirstructures，natures， functionsanddifferencesofenzyme activesites，and then to providea basisforCs