雷公藤hmgr基因克隆、序列分析及诱导表达

【目的】克隆雷公藤萜类生物合成途径限速酶hmgr的编码基因，并分析雷公藤叶悬浮细胞中该基因在不同质量浓度壳寡糖诱导下的表达水平，为雷公藤萜类生物碱的生物合成提供理论依据。【方法】根据genbank中报道的限速酶hmgr的编码基因序列合成简并引物，采用rt-pcr、5′-race和3′-race方法从雷公藤叶片中获得hmgr基因的cdna全长序列；用生物信息学方法对限速酶hmgr进行蛋白结构及功能分析；用半定量rt-pcr方法比较hmgr基因在不同质量浓度壳寡糖诱导下的表达差异；用hplc分析不同质量浓度壳寡糖诱导下雷公藤叶悬浮细胞中3种萜类次生代谢物（内酯醇、吉碱和次碱）的含量。【结果】获得了雷公藤中编码限速酶hmgr的基因全长cdna序列，该序列开放阅读框长为1860bp，编码579个氨基酸。生物信息学分析表明，雷公藤hmgr基因编码的蛋白分子质量为61.678ku，等电点为6.98，蛋白质稳定性参数为41.33，为不稳定蛋白质，氨基酸序列包含2个与nadph结合的位点（damgmnm和vgtvgggt）及2个与hmg-coa结合的位点（empvgyvqip和ttegclva）。半定量rt-pcr结果表明，经50mg/l壳寡糖诱导12h的雷公藤叶悬浮细胞中hmgr基因表达最强，且在该诱导条件下细胞中的内酯醇、吉碱和次碱的含量也有不同程度的提高。【结论】雷公藤hmgr蛋白可能为甲羟戊酸（mva）途径中的限速酶，编码该蛋白的hmgr基因可促进雷公藤萜类物质的合成。