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黄连转录因子CcbHLH128的克隆、亚细胞定位及功能分析OA

Cloning,Subcellular Localization,and Functional Analysis of the Coptis chinensis Transcription Factor CcbHLH128

中文摘要英文摘要

目的 旨在克隆黄连Coptis chinensis Franch.中螺旋-环-螺旋模体(Basic helix-loop-helix,bHLH)转录因子CcbHLH128,并探究该转录因子在黄连苄基异喹啉生物碱生物合成中的功能.方法 基于黄连基因组数据克隆黄连转录因子CcbHLH128,通过生物信息学在线网站及软件分析其编码的氨基酸序列,预测蛋白质理化性质、结构域等分子特征;利用MEGA11进行多序列比对,分析进化关系;使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测其在不同组织的相对表达量;利用双荧光素酶报告基因实验检测其对黄连生物碱合成通路基因CcCYP719A2、CcCYP80G2、CcNCS2、CcNCS5、CcNMCH、CcOMT4的转录是否具有转录激活作用.结果 从黄连中成功克隆得到黄连CcbHLH128基因,该基因在黄连须根中表达量最高.其开放阅读框(Open reading frame,ORF)序列全长共计2199 bp,编码732个氨基酸,相对分子质量为81588,不具有跨膜结构域和信号肽,是定位于细胞核的亲水性不稳定蛋白,有4种二级结构,无规则卷曲占比最高,为61.20%.CcbHLH128属于bHLH家族ⅩⅢ亚家族,对CcCYP719A2、CcNCS2、CcNMCH具有显著的转录激活作用.结论 本研究为深入解析bHLH类转录因子在黄连苄基异喹啉生物碱合成调控网络中的作用奠定基础.

Objective This study aims to clone the CcbHLH128 bHLH(basic helix-loop-helix)transcription factor from Coptis chinensis Franch.and investigate its role in benzylisoquinoline alkaloid biosynthesis.Methods CcbHLH128 was cloned from the C.chinensis genome database.Bioinformatics tools were used to analyse the amino acid sequence,predict physicochemical properties and identify structural domains.Phylogenetic analysis was performed using MEGA11.Tissue-specific expression patterns were examined via quantitative real-time PCR(qRT-PCR).Dual-luciferase assays were conducted to assess the transcriptional activation of key benzylisoquinoline alkaloid biosynthesis genes(CcCYP719A2,CcCYP80G2,CcNCS2,CcNCS5,CcNMCH and CcOMT4)by CcbHLH128.Results The CcbHLH128 gene was successfully cloned from C.chinensis and exhibited the highest expression levels in its fibrous roots.Its open reading frame(ORF)sequence spans 2199 bp,encoding 732 amino acids with a relative molecular mass of 81588.In the absence of transmembrane domains and signal peptides,it functions as a hydrophilic,unstable protein localised to the nucleus.Four secondary structures were identified,with disordered coils constituting the largest proportion at 61.20%.CcbHLH128 belongs to bHLH family ⅩⅢ subfamily,exhibiting significant transcriptional activation effects on CcCYP719A2,CcNCS2 and CcNMCH.Conclusion This study lays the foundation for further elucidating the role of bHLH-type transcription factors in the regulatory network governing benzylisoquinoline alkaloid synthesis in Coptis chinensis.

李国凤;王雨婷;王瑾;田徐芳;李伟;张诗;刘迪;刘义飞

湖北中医药大学药学院 武汉 430065||湖北时珍实验室 武汉 430065湖北中医药大学药学院 武汉 430065||湖北时珍实验室 武汉 430065湖北中医药大学药学院 武汉 430065||湖北时珍实验室 武汉 430065湖北中医药大学药学院 武汉 430065||湖北时珍实验室 武汉 430065湖北中医药大学药学院 武汉 430065||湖北时珍实验室 武汉 430065湖北中医药大学药学院 武汉 430065||湖北时珍实验室 武汉 430065湖北中医药大学药学院 武汉 430065||湖北时珍实验室 武汉 430065湖北中医药大学药学院 武汉 430065||湖北时珍实验室 武汉 430065

医药卫生

黄连bHLH转录因子生物碱亚细胞定位基因表达双荧光素酶报告基因实验

Coptis chinensis Franch.bHLH transcription factorAlkaloidsSubcellular localizationGene expressionDual-luciferase assays

《世界科学技术-中医药现代化》 2026 (3)

716-726,11

湖北时珍实验室首席科学家项目(HSL2024SX0006):黄连资源多组学评价与利用研究,负责人:刘义飞湖北省科技厅湖北省自然科学基金面上项目(2024AFB956):响应JA信号的bHLH转录因子调控黄连生物碱合成的分子机制解析,负责人:刘迪.

10.11842/wst.20251021008

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