异子蓬PEPC基因原核表达及其重组菌在非生物胁迫下的耐受力解析

该研究在Escherichia coli Transetta（DE3）中表达了C4盐生植物异子蓬的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因（PEPC），并进行了酶学特性及非生物胁迫响应分析，以期初步阐明PEPC基因在非生物胁迫下的生物学功能，为异子蓬PEPC的非生物胁迫的抗性生理研究提供参考依据。基于5′-RACE技术获得异子蓬PEPC全长基因（GenBank登录号为KP985714），构建了E.coli Transetta::pGEX-4T-1-PEPC重组菌株。通过分光光度法和酶联免疫吸附技术（ELISA）分别测定了PEPC重组蛋白的酶活和含量，并检测E.coli Transetta::pGEX-4T-1-PEPC重组菌株在非生物胁迫下的耐受性。生物信息学分析发现，该PEPC基因的cDNA全长为2 901 bp，编码966个氨基酸，与甜菜（Beta vulgaris）PEPC的氨基酸序列一致性达90%，具有PEPC的典型保守结构域（PEPcase）以及VlTAHPTQsiRR和VMIGYSDSgKDAG活性位点；PEPC蛋白属PEPC-1型的不含信号肽的非分泌型亲水蛋白。Western blot结果显示，融合GST的PEPC蛋白的分子量约130~140 kD；在37 ℃用0.8 mmol/L IPTG诱导E.coli Transetta::pGEX-4T-1-PEPC重组菌株显示出更高的PEPC酶活及含量，而且E.coli Transetta::pGEX-4T-1-PEPC重组菌在200~800 mmol/L NaCl、5%~20% 聚乙二醇（PEG） 6 000、25 ℃~52 ℃温度范围、50~400 μmol/L甲基紫精和pH 3.0~11.0的非生物胁迫下生长均明显优于对照。研究表明，异子蓬PEPC基因的表达提高了E.coli耐受非生物胁迫的能力。