积雪草CaCYP716E41基因的克隆及表达分析OA

齐墩果酸6-β-氧化酶(oleanolic acid 6-beta-oxidase,CYP716E41)是三萜类化合物的骨架修饰酶,调控三萜类化合物组成不同的结构。齐墩果酸(oleanolic acid)是重要的三萜类化合物,具有多种生物活性。本研究通过RT-PCR技术从积雪草叶片组织中克隆得到CaCYP716E41基因,并对其进行生物信息学分析。结果显示,CaCYP716E41基因CDS区全长1434 bp,编码477个氨基酸,蛋白分子质量为53.88 kDa,理论等电点为8.74,为亲水性稳定蛋白。蛋白质结构分析发现,该蛋白具有多个血红素结合位点,属于细胞色素P450超家族,含有1个跨膜结构且有44个磷酸化位点。基于蛋白序列的系统进化树分析结果显示,番薯(Ipomoea batatas)和互叶醉鱼草(Buddleja alternifolia)与积雪草CYP716E41蛋白的亲缘关系最近。组织特异性表达分析结果显示,CaCYP716E41在根、茎、叶中均有表达,且在不同组织中相对表达量存在较大差异,叶片中的表达量最高。同时,为探究使用不同肥料对积雪草CaCYP716E41的表达调控机制,对积雪草分别施加氮、磷、钾肥,结果表明,施肥使该基因在根、茎、叶中的相对表达量均有不同程度的升高,且钾肥处理后其在茎中的相对表达量最高,约为CK的9.3倍,推测氮、磷、钾肥可以促进齐墩果酸6-β-氧化酶的合成。本研究结果可为深入探究CaCYP716E41基因的调控机制提供参考,为进一步研究积雪草三萜类化合物生物合成途径奠定基础。