国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

桂花萜烯合酶(TPS)的生物信息學(xué)與原核表達分析

2019-09-10 07:22:44曾祥玲鄒晶晶王彩云
廣西植物 2019年5期
關(guān)鍵詞:原核表達花香桂花

曾祥玲 鄒晶晶 王彩云

摘 要:揮發(fā)性萜烯類化合物是植物花和果實中重要的香氣活性物質(zhì),萜烯合酶(TPS)的種類和功能決定物種中萜烯類物質(zhì)的多樣性。桂花作為重要的香花植物,萜烯類物質(zhì)是其花香的重要成分,但有關(guān)桂花萜烯合酶的研究卻并不多。為揭示桂花萜烯類物質(zhì)的生物合成機理,該研究利用生物信息學(xué)分析了4個TPS蛋白的理化性質(zhì)、亞細胞定位及其結(jié)構(gòu),在原核表達系統(tǒng)中進行4個TPS蛋白的體外表達,并對可溶性的TPS4重組蛋白進行了體外酶反應(yīng)功能分析。結(jié)果表明:(1)4個TPS蛋白的理化性質(zhì)差異較小,但僅有TPS4蛋白定位于其他靶向,不含信號肽,延伸鏈的比例較低,在靠近氨基端的區(qū)域內(nèi)不含延伸鏈。(2)4個TPS蛋白在原核系統(tǒng)中均可成功表達,但僅有TPS4獲得了可溶性重組蛋白。(3)將純化的TPS4重組蛋白分別與GPP、NDP和FPP進行反應(yīng),均只檢測到一種產(chǎn)物,分別為反式-β-羅勒烯、β-水芹烯和α-法呢烯。這為揭示植物萜烯類物質(zhì)生物合成的分子機理提供了參考,對從蛋白水平研究桂花花香基因功能奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞: 桂花, 萜烯合酶, 原核表達, 花香

中圖分類號:Q943

文獻標識碼:A

文章編號:1000-3142(2019)05-0624-09

Bioinformatic and prokaryotic expression analysis ofterpene synthase (TPS) from Osmanthus fragrans

ZENG Xiangling1,2, ZOU Jingjing1,2, WANG Caiyun2*

( 1. School of Nuclear Technology and Chemistry & Biology, Hubei University of Science and Technology, Xianning 437100, Hubei, China;2. Key Laboratory for Biology of Horticultural Plants, Ministry of Education, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China )

Abstract:Volatile terpenes are important aroma active compounds in flowers and fruits of plant. Diversities of terpenes are usually determined by type and function of terpene synthase in different species. Osmanthus fragransis an important fragrant plant, in which terpenes are the important components of floral scent. But there are few studies on terpene synthase in O. fragrans. To reveal the biosynthesis mechanism of terpenes inO. fragrans,we predicted the physicochemical properties, subcellular localization and structure of four TPS proteins by bioinformatics, and expressed them in prokaryotic expression system. Finally, the function of soluble TPS4 recombinant protein was analyzed by enzyme reaction in vitro. The results were as follows: (1) The physicochemical properties of the four TPS proteins had relatively little difference. Only TPS4 protein locating in other targets without signal peptide had low proportional extended strand and no extended strand near amidogen terminal. (2) All of the four TPS proteins were successfully expressed in prokaryotic system, but only TPS4 obtained soluble recombinant protein. (3) The purified TPS4 recombinant protein was reacted with GPP, NDP and FPP respectively, and only one product (trans-β-ocimene, β-phellandrene and α-farnesene) was detected. The results provide reference for functional analysis of floral scent related gene at protein level in O. fragransand for revealing the molecular mechanism of terpenes biosynthesis in plant.

Key words: Osmanthus fragrans, terpene synthase (TPS), prokaryotic expression, floral scent

萜烯類化合物是植物中重要的揮發(fā)性物質(zhì),也是花和果實香味形成的重要活性物質(zhì),主要包含單萜、倍半萜和不規(guī)則萜類( Moses et al., 2013;Dudareva et al., 2013)。不同物種間的萜烯類物質(zhì)成分和含量差異很大,熊敏等(2012)分析蠟梅花揮發(fā)油成分主要為倍半萜;蕙蘭鮮花中主要是單萜類物質(zhì)(張瑩等,2013);梅花的揮發(fā)性成分中萜烯類物質(zhì)含量很少(趙印泉等,2010)。物種內(nèi)不同品種間在物質(zhì)成分和含量上存在一定差異。杜永芹等(2013)比較不同品種蠟梅花精油成分發(fā)現(xiàn),‘古蠟梅’中石竹烯占比較高,‘揚州黃’主要為β-蓽澄茄油萜。由于萜烯類化合物在物種間或品種間的多樣性,近年來已成為科學(xué)研究的熱點。植物萜烯類化合物有兩種合成途徑:2-C-甲基-D-赤蘚糖醇-4-磷酸途徑(Methylerythritol-4-phosphate pathway, MEP)和甲羥戊酸途徑(Mevalonate pathway, MVA)(Nagegowda, 2010)。萜烯合酶(Terpene synthase, TPS)是作用于萜烯物質(zhì)合成最后一步的反應(yīng)酶,將MEP途徑產(chǎn)生的牻牛兒焦磷酸(Geranyl pyrophosphate, GPP)或MVA途徑產(chǎn)生的法泥基焦磷酸(Farnesyl pyrophosphate, FPP)進一步催化成各種萜烯類化合物(Tholl, 2006;Degenhardt et al., 2009)。有的物種的TPS可催化GPP和FPP的順式異構(gòu)體橙花基二磷酸(Neryl diphosphate, NDP)和Z,Z-FPP產(chǎn)生新的化合物(Bleeker et al., 2011)。TPS的種類和功能往往決定物種中萜烯物質(zhì)的多樣性,不同物種中萜烯合酶的種類和作用功能有很大的不同(Tholl et al., 2005;Garms et al., 2010;Martin et al., 2010)。目前關(guān)于萜烯合酶的挖掘和功能分析僅在擬南芥、葡萄、獼猴桃等少數(shù)物種中比較全面,其他物種還有待研究。

桂花(Osmanthus fragrans)是著名香花植物,鮮花及精油在高端香水、香料和化妝品行業(yè)需求廣泛。桂花花朵中的揮發(fā)性成分主要有萜烯類、芳香族類和酯類等物質(zhì)(曹慧等,2009;楊秀蓮等,2015)。萜烯類化合物是其主要成分,也是重要的香味活性物質(zhì),主要成分為單萜和不規(guī)則萜類(Xin et al., 2013;Cai et al., 2014)。不同桂花品種萜烯類物質(zhì)的成分和含量差異大。Cai et al.(2014)的研究發(fā)現(xiàn),‘厚瓣銀桂’中反式-β-羅勒烯最多,‘柳葉金桂’中β-紫羅蘭酮最多,而‘鎘橙丹桂’中芳樟醇最多。Zeng et al.(2015)進一步研究發(fā)現(xiàn),TPS是造成不同品種間萜烯類香氣成分差異的關(guān)鍵基因,從中克隆了4個TPS基因成員,并在煙草中進行了初步的功能驗證。本研究在課題組前期研究的基礎(chǔ)上,對4個TPS蛋白的理化性質(zhì)、亞細胞定位和結(jié)構(gòu)進行生物信息分析,構(gòu)建原核表達載體在大腸桿菌中進行體外表達,并純化可溶性重組蛋白進行體外酶功能的驗證,為揭示桂花萜烯類物質(zhì)生物合成的分子機理提供參考,有助于將來提高和改善其他物種的香氣。

1 材料與方法

1.1 材料

所用植物材料為華中農(nóng)業(yè)大學(xué)校園苗圃內(nèi)光照均勻且無病蟲害的健康植株桂花品種‘柳葉金桂’(Osmanthus fragrans‘Liuye jingui’)。對取樣材料稱重后立即置于液氮中速凍,盡快轉(zhuǎn)移至-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 方法

1.2.1 基因編碼區(qū)序列獲得 利用課題組前期克隆并已上傳NCBI基因數(shù)據(jù)庫的結(jié)果[GeneBank no. KT591180(TPS1)、KT591181(TPS2)、KT591182(TPS3)和KT591183(TPS4)]。

1.2.2 蛋白生物信息學(xué)分析 利用生物信息學(xué)分析網(wǎng)站(表1)預(yù)測編碼蛋白理化性質(zhì)、亞細胞定位、轉(zhuǎn)運肽及蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu), 為原核表達載體構(gòu)建和體外蛋白功能解析提供依據(jù)。

1.2.3 原核表達載體的構(gòu)建 根據(jù)基因編碼序列設(shè)計引物,上游引物不含ATG起始密碼子和N-端信號肽序列,以StuI和XbaI為雙酶切位點,引物序列見表2。以實驗室保存的TA-克隆載體為模板,將目的片段連接到pET6xHN(Clontech公司)原核表達載體上,挑取陽性克隆送公司測序。測序完全正確的原核表達載體轉(zhuǎn)化Transetta(DE3)(全式金公司)感受態(tài)細胞。

1.2.4 重組質(zhì)粒在大腸桿菌中的誘導(dǎo)表達及SDS-PAGE分析 挑取陽性的Transetta(DE3)菌株單克隆接種到 2 mL LB(100 mg·L-1Amp)培養(yǎng)基中,37 ℃ 200 r·min-1振蕩培養(yǎng)12 h 后,將菌液按 1∶50 的比例擴大培養(yǎng),37 ℃ 200 r·min-1振蕩培養(yǎng)至OD600 nm為0.6~0.8時,加入IPTG至終濃度為0.2 mmol·L-1,在18 ℃ 150 r·min-1的條件下誘導(dǎo)表達14~16 h后收集菌液。以不含目的基因的pET6xHN-空載轉(zhuǎn)化的Transetta (DE3)大腸桿菌為陰性對照。取收集的菌塊加入1/10原菌液體積的1 × PBS緩沖液,加入溶菌酶至終濃度0.75 mg·mL-1,并加入DNase I至1U·mL-1,重懸,超聲波3次,每次10 s,期間在冰上放置30 s。先4 ℃ 10 000×g離心20 min,取上清至干凈的離心管中, 再用 1/10原菌液體積的1× PBS緩沖液重懸沉淀。在得到的上清和沉淀懸浮液中分別加入等體積的2×SDS上樣緩沖液混勻,95 ℃加熱3~5 min,10 000×g離心2 min,上樣進行SDS-PAGE (5 %濃縮膠,12 %分離膠),檢測蛋白表達結(jié)果。

1.2.5 重組蛋白的分離純化及體外酶活性分析 取重組蛋白表達穩(wěn)定而且可溶性較好的剩余菌液沉淀,按1 mg菌體沉淀加入20 μL 菌體裂解液的比例加入HisTALON xTractor Buffer,重懸沉淀。向每2 mL HisTALON xTractor Buffer中加入1 μL DNAse(1U·μL-1),輕輕混勻,冰浴15 min,間歇性混合,4 ℃ 10 000×g離心20 min,小心收集干凈的上清液,用0.45 μm的濾膜進行抽濾。參考說明書利用HisTALONTM重力柱(Clontech公司)對重組蛋白進行純化。用Bradford方法檢測重組蛋白質(zhì)的濃度,并將純化過程中收集的各組分進行SDS-PAGE分析。為了后續(xù)研究不受影響,通過PD-10柱(GE公司)過濾去除純化后蛋白溶液中過量的咪唑,并將原有的洗脫緩沖液替換成反應(yīng)緩沖液[15 mmol·L-1MOPSO,12.5 %(v/v)甘油,1mmol·L-1抗壞血酸,1 μL·mL-1吐溫20,1 mmol·L-1氯化鎂,2 mmol·L-1DTT,pH 7.0]。向5 mL可密封的反應(yīng)瓶中加入50 μg重組蛋白(以100 ℃ 加熱5 min的50 μg重組蛋白為對照)和終濃度為10 μmol·L-1的底物GPP、FPP或NDP,補加反應(yīng)緩沖液至2 mL,混合均勻,密封。置于28 ℃的搖床,轉(zhuǎn)速125 r·min-1,反應(yīng)40 min。然后將固相微萃取(SPME)萃取頭插入反應(yīng)瓶內(nèi),靜置萃取40 min。萃取完成之后,進行GC-MS分析。

1.2.6 GC-MS分析 用30 m × 0.25 mm × 0.25 μm HP-5MS毛細管柱 (J & W Scientific公司)進行色譜分離,以高純度氦氣(99.999%)為載氣,流速為1.2 mL·min-1。色譜分析條件:起始柱溫40 ℃,維持3 min;以3 ℃·min-1的速度升至73 ℃,保持3 min;以 5 ℃·min-1升至220 ℃,維持2 min。結(jié)合HP5975B 四極質(zhì)譜(Agilent Technologies公司)進行質(zhì)譜分析,質(zhì)譜條件如下:傳輸線溫度為250 ℃;離子源溫度為220 ℃;EI電離模式;電子能量為70 eV;掃描的質(zhì)譜范圍45~450 amu。在相同的條件下,對C8-C40的正構(gòu)烷烴標樣(每個化合物濃度為0.005 μL·mL-1)(Sigma-Aldrich公司) 進行GC-MS分析,計算目標物質(zhì)的保留指數(shù)(RI)。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白質(zhì)理化性質(zhì)分析

登錄ProtParam分析四個TPS蛋白氨基酸理化性質(zhì),結(jié)果見表3。TPS1蛋白由581個氨基酸組成,相對分子量67.27,理論等電點為5.49,負電荷殘基 Asp+Glu 82,正電荷殘基 Arg+Lys 69,半衰期為30 h,不穩(wěn)定系數(shù)55.60(不穩(wěn)定系數(shù)<40時穩(wěn)定),屬于不穩(wěn)定蛋白,脂肪系數(shù)92.19,平均疏水性為-0.274,為親水蛋白。TPS2蛋白由555個氨基酸組成,相對分子量63.68,理論等電點為6.08,負電荷殘基 Asp+Glu 74,正電荷殘基 Arg+Lys 65,半衰期為30 h,不穩(wěn)定系數(shù)35.03,屬于穩(wěn)定蛋白,脂肪系數(shù)87.35,平均疏水性為-0.350,為親水蛋白。TPS3蛋白由591個氨基酸組成,相對分子量68.27,理論等電點為6.07,負電荷殘基 Asp+Glu 74,正電荷殘基 Arg+Lys 67,半衰期為30 h,不穩(wěn)定系數(shù)48.01,屬于不穩(wěn)定蛋白,脂肪系數(shù)88.97,平均疏水性為-0.299,為親水蛋白。TPS4蛋白由548個氨基酸組成,相對分子量63.53,理論等電點為5.23,負電荷殘基 Asp+Glu 75,正電荷殘基 Arg+Lys 54,半衰期為30 h,不穩(wěn)定系數(shù)52.04,屬于不穩(wěn)定蛋白,脂肪系數(shù)97.12,平均疏水性為-0.247,為親水蛋白。

2.2 蛋白亞細胞定位和信號肽預(yù)測

利用常用在線工具TargetP 1.1 Server 對TPS蛋白進行亞細胞定位預(yù)測,結(jié)果見表4。TPS1定位在葉綠體中的概率為0.831,線粒體為0.131,為分泌蛋白的可能性0.028,其他的可能性為0.067,因此定位于葉綠體的可信度最高。TPS2位于葉綠體的概率為0.226,線粒體為0.530,為分泌蛋白的可能性0.028,其他的可能性為0.196,因此有可能定位于線粒體。TPS3定位于葉綠體的概率為0.409,線粒體為0.222,為分泌蛋白的可能性0.071,其他的可能性為0.245,因此可能定位于葉綠體。TPS4位于葉綠體的概率為0.145,線粒體為0.147,為分泌蛋白的可能性0.100,其他的可能性為0.804。SignalP 4.1 Server 分析4個TPS蛋白未出現(xiàn)明顯的信號肽和信號肽剪切位點,結(jié)果未列出。ChloroP 1.1 Server分析TPS1和TPS3的轉(zhuǎn)運肽長度分別為47個和38個氨基酸。

2.3 TPS蛋白二級結(jié)構(gòu)預(yù)測

運用SPOMA預(yù)測TPS二級結(jié)構(gòu),結(jié)果如表5和圖1。TPS1蛋白中 391個氨基酸形成α-螺旋,占比最多,為67.30%;32個氨基酸形成延伸鏈,占比5.51%;21個氨基酸形成β-轉(zhuǎn)角,占比 3.61%;還有137個形成無規(guī)則卷曲,占整條鏈23.58%。TPS2蛋白中 369個氨基酸形成α-螺旋,占比最多,為66.49%; 23個氨基酸形成延伸鏈, 占比4.14%;21個氨基酸形成β-轉(zhuǎn)角,占比 3.78%;還有142個形成無規(guī)則卷曲,占整條鏈25.59%。TPS3蛋白中 399個氨基酸形成α-螺旋,占比最多,為67.51%;25個氨基酸形成延伸鏈,占比4.23%;17個氨基酸形成β-轉(zhuǎn)角,占比 2.88%;還有150個形成無規(guī)則卷曲,占整條鏈25.38%。TPS4蛋白中 379個氨基酸形成α-螺旋,占比最多,為69.16%;20個氨基酸形成延伸鏈,占比3.65%;19個氨基酸形成β-轉(zhuǎn)角,占比 3.47%;還有130個形成無規(guī)則卷曲,占整條鏈23.72%。從圖1可以看出,TPS1、TPS2、TPS3蛋白在N端均存在延伸鏈,TPS1的延伸鏈密度最大,TPS3次之,TPS2較少。TPS4的N基端沒有延伸鏈。TPS1的N端延伸鏈涵蓋59個氨基酸的區(qū)域內(nèi),TPS2涉及42個氨基酸的區(qū)域,TPS3涉及46個氨基酸的區(qū)域。

2.4 TPS重組蛋白的原核表達分析

原核表達載體的構(gòu)建過程中,TPS1和TPS3分別去掉了47和38個氨基酸的轉(zhuǎn)運肽,四個蛋白的N端均增加了24個氨基酸的組蛋白標簽,經(jīng)ProtParam預(yù)測的重組蛋白分子量分別為65、66、67、66 kDa。構(gòu)建正確的原核表達載體轉(zhuǎn)化至大腸桿菌Transetta DE3中,經(jīng)過誘導(dǎo),4個重組蛋白都能夠在大腸桿菌中順利地表達,表達蛋白的分子量介于50~70 kDa之間,說明與預(yù)期的蛋白大小一致(圖2:A)。對表達的重組蛋白進行溶解度分析,結(jié)果只有TPS4蛋白在上清液中有表達,其他三個重組蛋白在上清液中幾乎檢測不到(圖2:B)。將TPS4蛋白進行進一步的蛋白分離與純化,整個蛋白的分離純化過程如圖2:C所示,最終能夠得到較好完整性和較高純度的TPS4重組蛋白,可用于進一步的蛋白功能分析。

2.5 TPS4重組蛋白的功能分析

將純化的TPS4重組蛋白與底物GPP、FPP和NDP分別在反應(yīng)緩沖液中進行反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物用SPME-GC-MS 方法進行產(chǎn)物檢測(圖3)。由圖3可知,與經(jīng)過高溫加熱失活后的TPS重組蛋白(CK)相比,未加熱蛋白與GPP反應(yīng)后,在保留時間(RT)16.95 min的位置出現(xiàn)明顯特征峰,經(jīng)過質(zhì)譜特征和保留指數(shù)(RI=1 047)鑒定為反式-β-羅勒烯;與FPP反應(yīng)后,在保留時間(RT=1 505)33.30min的位置出現(xiàn)特征峰,鑒定為α-法呢烯;與NDP反應(yīng)后,在保留時間(RT=1 021)16.90 min的位置出現(xiàn)微弱特征峰,鑒定為β-水芹烯。該蛋白與3種底物分別進行反應(yīng),都只產(chǎn)生一種化合物。

3 討論

大腸桿菌原核表達系統(tǒng)具有遺傳背景清楚、培養(yǎng)簡單、應(yīng)用廣泛等特點,可用于蛋白功能驗證、酶活性分析、抗體制備等多個領(lǐng)域 (Cabrita & Bottomley, 2004;Terpe, 2006)。獲得產(chǎn)量高且以可溶形式表達的外源重組蛋白是實際應(yīng)用的關(guān)鍵。但是,蛋白可溶性與自身氨基酸組成、蛋白親水性、等電點等有一定關(guān)系,在原核系統(tǒng)中表達的真核蛋白往往以不可溶性的包涵體形式存在,不具備生物學(xué)活性(Wilkinson & Harrison, 1991;Shimada et al., 2005)。本研究將4個桂花TPS蛋白在大腸桿菌原核系統(tǒng)中實現(xiàn)了表達,但只有TPS4獲得了可溶性蛋白,另外3個的重組蛋白均以包涵體形式存在。比較它們的理化性質(zhì)發(fā)現(xiàn),4個TPS蛋白均為親水性蛋白;TPS4蛋白與其他三個蛋白的理化性質(zhì)相差不大,僅TPS4等電點和正電荷殘基略低,脂肪系數(shù)略高。亞細胞定位和信號肽預(yù)測發(fā)現(xiàn),TPS1和TPS3定位于質(zhì)體,在蛋白的氨基端分別具有明顯的47和38個氨基酸的轉(zhuǎn)運肽。去除預(yù)測轉(zhuǎn)運肽之后的TPS1蛋白等電點為5.22,脂肪系數(shù)95.19,正電荷殘基63,與TPS4蛋白相差不大(結(jié)果未列出)??梢姡鞍桌砘再|(zhì)并不是引起其他三個TPS形成包涵體的主要原因。有研究發(fā)現(xiàn),信號肽可導(dǎo)致原核表達系統(tǒng)中包涵體的形成 (Bohlmann et al., 1998;Crowell et al., 2002)。本研究只有TPS1和TPS3預(yù)測到明顯的轉(zhuǎn)運肽,比較4個TPS蛋白的二級結(jié)構(gòu),結(jié)果發(fā)現(xiàn),TPS4中的α-螺旋比例高于另外三個,而延伸鏈比例低于另外三個蛋白。在TPS1、TPS2和TPS3靠近氨基端的區(qū)域內(nèi)均有延伸鏈的存在,而TPS4的氨基端不存在延伸鏈;而且TPS1、TPS2和TPS3的氨基端延伸鏈覆蓋區(qū)域長于轉(zhuǎn)運肽預(yù)測長度,說明它們實際的信號肽長度可能大于預(yù)測值。由此說明,蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)延伸鏈的比率和存在區(qū)域很可能影響蛋白在原核系統(tǒng)表達的溶解度。

萜烯合酶是一個中等規(guī)模的蛋白家族,大多萜烯合酶都具有催化GPP和FPP的雙重功能,分別產(chǎn)生不同種類的萜烯類化合物(Tholl, 2006;Chen et al., 2011)。我們前期發(fā)現(xiàn),在煙草中表達4個TPS基因均只能檢測到一種產(chǎn)物,TPS4基因的產(chǎn)物是一種倍半萜物質(zhì)α-法呢烯(Zeng et al., 2015)。本研究將可溶性的TPS4蛋白分別與GPP、FPP和NDP反應(yīng),分別檢測到一種底物。相同體系下,將TPS4蛋白與GPP反應(yīng)產(chǎn)生反式-β-羅勒烯,TPS4蛋白與FPP反應(yīng)產(chǎn)生大量的α-法呢烯,與NDP反應(yīng)只檢測到少量β-水芹烯,說明TPS4蛋白催化底物FPP的活性最高,雖可催化GPP的順式異構(gòu)體NDP,但效率不高。我們前期也發(fā)現(xiàn),TPS3基因在煙草中表達同樣產(chǎn)生反式-β-羅勒烯,而且TPS3和TPS4同聚為TPS-b亞家族(Zeng et al., 2015)。由此說明,桂花中的TPS4具有催化GPP和FPP的雙重功能;與TPS3不僅起源較近,而且催化相同的反應(yīng),應(yīng)屬同工酶。雖然,煙草中的基因表達和體外酶活性分析都證明從花瓣中獲得的TPS4可產(chǎn)生倍半萜α-法呢烯(Zeng et al., 2015)。但研究發(fā)現(xiàn),桂花的花瓣揮發(fā)物中很少含有倍半萜類物質(zhì),也未曾檢測到α-法呢烯的存在(曹慧等,2009;Xin et al., 2013;楊秀蓮等,2015)。這可能是由兩方面的原因造成的:一是由于TPS4在桂花花瓣中的基因表達豐度太低;二是因為桂花花瓣中存在的FPP底物不足。本研究結(jié)果為揭示桂花萜烯類物質(zhì)生物合成的機理提供參考,也為從蛋白水平研究桂花花香形成奠定基礎(chǔ)。

參考文獻:

BLEEKER PM, SPYROPOULOU EA, DIERGAARDE PJ,et al., 2011. RNA-seq discovery, functional characterization, and comparison of sesquiterpene synthases from Solanum lycopersicumand Solanum habrochaitestrichomes [J]. Plant Mol Biol, 77: 323-336.

BOHLMANN J, MEYERGAUEN G, CROTEAU R,1998. INAUGURAL ARTICLE by a recently elected academy member: Plant terpenoid synthases: Molecular biology and phylogenetic analysis [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 95: 4126-4133.

CABRITA LD, BOTTOMLEY SP, 2004. Protein expression and refolding-A practical guide to getting the most out of inclusion bodiprotein expression and refolding-A practical guide to getting the most out of inclusion bodieses [J]. Biotechnol Ann Rev, 10(4): 31-50.

CAI X, MAI RZ, ZOU JJ, et al., 2014. Analysis of aroma-active compounds in three sweet osmanthus (Osmanthus fragrans) cultivars by gas-chromatography-olfactometry and GC-mass spectrometry[J]. J Zhejiang Univ Sci B, 15(7): 638-648.

CAO H, LI ZG, SHEN DL, 2009. GC/MS fingerprint analysis of Osmanthus fragransLour. in different varieties [J]. Acta Hortic Sin, 36(3): 391-398. [曹慧,李祖光,沈德隆,2009. 桂花品種香氣成分的GC/MS指紋圖譜研究 [J]. 園藝學(xué)報,36(3): 391-398.]

CHEN F, THOLL D, BOHLMANN J, et al., 2011. The family of terpene synthases in plants: A mid-size family of genes for specialized metabolism that is highly diversified throughout the kingdom [J]. Plant J, 66: 212-229.

CROWELL AL, WILLIAMS DC, DAVIS EM, et al., 2002. Molecular cloning and characterization of a new linalool synthase [J]. Arch Biochem Biophys, 405(1): 112-121.

DEGENHARDT J, KLLNER TG, GERSHENZON J, 2009. Monoterpene and sesquiterpene synthases and the origin of terpene skeletal diversity in plants [J]. Phytochemistry, 70: 1621-1637.

DU YQ, TIAN XL, GAN JZ, et al., 2013. Essential oils extracted from different varieties of wintersweet (Chimonanthus praecox) [J]. J Beijing For Univ, 35(Suppl.1): 81-85.[杜永芹,田曉龍,甘建忠,等,2013. 不同品種蠟梅花精油成分的研究 [J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,35(增刊1): 81-85.]

DUDAREVA N, KLEMPIEN A, MUHLEMANN JK, et al., 2013. Biosynthesis, function and metabolic engineering of plant volatile organic compounds[J]. New Phytol, 198(1): 16-32.

GARMS S, KOLLNER TG, BOLAND W, 2010. A multiproduct terpenesynthase fromMedicago truncatulagenerates cadalane sesquiterpenes via two different mechanisms [J]. J Organ Chem, 75: 5590-5600.

MARTIN DM, AUBOURG S, SCHOUWEY M, et al., 2010. Functional annotation, genome organization and phylogeny of the grapevine (Vitis vinifera) terpene synthase gene family based on genome assembly, FLcDNA cloning, and enzyme assays [J]. BMC Plant Biol, 10: 226.

MOSES T, POLLIER J, THEVELEIN JM, et al., 2013. Bioengineering of plant (tri)terpenoids: From metabolic engineering of plants to synthetic biology in vivoand in vitro[J]. New Phytol, 200(1): 27-43.

NAGEGOWDA DA, 2010. Plant volatile terpenoid metabolism: Biosynthetic genes, transcriptional regulation and subcellular compartmentation [J]. FEBS Lett, 584(14): 2965-2973.

SHIMADA K, NAGANO M, KAWAI M, et al., 2005. Influences of amino acid features of glutathione S-transferase fusion proteins on their solubility [J]. Proteomics, 5(15): 3859-3863.

TERPE K, 2006. Overview of bacterial expression systems for heterologous protein production: From molecular and biochemical fundamentals to commercial systems [J]. Appl Microbiol Biotechnol, 72(2): 211-222.

THOLL D, CHEN F, PETRI J, et al., 2005. Two sesquiterpene synthases are responsible for the complex mixture of sesqui-terpenesemitted from Arabidopsis flowers [J]. Plant J, 42(5):757-771.

THOLL D, 2006. Terpene synthases and the regulation, diversity and biological roles of terpene metabolism [J]. Curr Opin Plant Biol, 9: 297-304.

WILKINSON DL, HARRISON RG, 1991. Predicting the solubility of recombinant proteins in Escherichia coli[J]. Nat Biotechnol, 9: 443-448.

XIN HP, WU BH, ZHANG HH, et al., 2013. Characterization of volatile compounds in flowers from four groups of sweet osmanthus (Osmanthus fragrans) cultivars[J]. Can J Plant Sci, 93: 923-931.

XIONG M, ZHOU MQ, XIANG L, et al., 2012. Analysis of essential oil in Chimonanthus praecox by GC-MS [J]. J Huazhong Agric Univ, 31(2): 182-186.[熊敏,周明芹,向林,等,2012. 蠟梅花揮發(fā)油成分的GC-MS分析 [J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,31(2): 182-186.]

YANG XL, SHI TT, WEN AL, et al., 2015. Variance analysis of aromatic components from different varieties of Osmanthus fragrans[J]. J NE For Univ, 43(1): 83-87. [楊秀蓮,施婷婷,文愛林,等,2015. 不同桂花品種香氣成分的差異分析 [J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報, 43(1): 83-87. ]

ZENG XL, LIU C, ZHENG RR, et al., 2015. Emission and accumμlation of monoterpene and the key terpene synthase (TPS) associated with monoterpene biosynthesis inOsmanthus fragransLour[J]. Front Plant Sci, 6: 1232.

ZHANG Y, LI XL, WANG Y, et al., 2011. Changes of aroma components in OncidiumSharry Baby in different florescence and flower parts [J]. Sci Agric Sin, 44(1): 110-117.[張瑩,李辛雷,王雁,等,2011. 文心蘭不同花期及花朵不同部位香氣成分的變化 [J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué),44(1): 110-117.]

ZHAO YQ, ZHOU SJ, PENG PH, et al., 2011. Analysis of volatile compounds from Prunus mume flowers [J]. Guihaia, 31(4): 554-558.[趙印泉,周斯建,彭培好,等,2011. 三輪玉蝶梅花朵揮發(fā)性成分的分析 [J]. 廣西植物,31(4): 554-558.]

猜你喜歡
原核表達花香桂花
桂花
得造花香
憶花香
小讀者(2021年2期)2021-03-29 05:03:38
做桂花糕
小讀者(2021年2期)2021-03-29 05:03:12
誰的叫聲會讓一束花香聽見
文苑(2020年11期)2021-01-04 01:53:04
桂花蒸
打桂花
柑橘CitSERK—LIKE基因原核表達載體的構(gòu)建與表達
信號分子與葉銹菌誘導(dǎo)下小麥病程相關(guān)蛋白1基因的表達分析
山桃醇腈酶基因PdHNL1的克隆、序列分析與原核表達
攀枝花市| 双峰县| 广丰县| 南投县| 祁门县| 济宁市| 乌兰县| 开江县| 张家港市| 屏南县| 盈江县| 遂溪县| 台安县| 怀安县| 教育| 嘉定区| 潮州市| 井研县| 彩票| 莱阳市| 葵青区| 溧阳市| 铜陵市| 三原县| 汉沽区| 静安区| 连云港市| 张北县| 永胜县| 布拖县| 西和县| 沙湾县| 汉源县| 梅河口市| 萨迦县| 麻城市| 乌审旗| 清镇市| 洛扎县| 垫江县| 武功县|