首页|期刊导航|中药材|当归苯丙氨酸解氨酶AsPAL基因的克隆与功能表征

当归苯丙氨酸解氨酶AsPAL基因的克隆与功能表征OA

Cloning and Functional Characterization of the AsPAL Gene of Angelica sinensis Phenylalanine Ammonia-Lyase

中文摘要英文摘要

目的:探究当归中木质素合成关键酶-苯丙氨酸解氨酶的催化活性及表达特性,为解析当归早期抽薹问题提供依据.方法:通过生物信息学方法挖掘当归 PAL 基因家族,开展蛋白理化性质、二级结构预测、三级结构预测、氨基酸同源序列比对及系统进化分析,通过大肠杆菌异源表达及体外酶活测定、利用实时荧光定量PCR 方法进行基因表达模式分析.结果:共鉴定出 4 条 AsPALs 基因,其中成功克隆到 3 条苯丙氨酸解氨酶基因(分别命名为AsPAL1、AsPAL2 和 AsPAL3),编码 708~718 个氨基酸,相对分子质量在 77 034.19~78 324.77 Da 之间,理论等电点(PI)范围为 6.00~6.52,二级结构以 α-螺旋和无规则卷曲为主.体外酶活测定发现 AsPAL1~3 能分别催化苯丙氨酸和酪氨酸生成肉桂酸和对香豆酸.RT-qPCR 结果显示,AsPAL1 和 AsPAL2 在当归未抽薹根中的表达量高,而 As-PAL3 在当归抽薹根中的表达量高.结论:成功克隆了 AsPAL1、AsPAL2 和 AsPAL3 基因,原核表达后蛋白均具有催化活性,其相对表达水平在抽薹与未抽薹的当归根中存在差异.

Objective:To explore the catalytic activity and expression characteristics of phenylalanine ammonia-lyase,a key enzyme for lignin synthesis in Angelica sinensis,so as to provide a basis for analyzing the early bolting problem of Angelica sinensis.Methods:The PAL gene family of Angelica sinensis was explored through bioinformatics methods.Protein physicochemical properties,secondary struc-ture prediction,tertiary structure prediction,amino acid homology sequence alignment and phylogenetic analysis were carried out.Gene expression patterns were analyzed by heterologous expression in Escherichia coli and in vitro enzyme activity assay,and real-time fluores-cence quantitative PCR method was used.Results:A total of 4 AsPALs genes were identified,among which 3 phenylalanine ammoniase genes were successfully cloned(named AsPAL1,AsPAL2 and AsPAL3,respectively),encoding 708 to 718 amino acids,with relative mo-lecular masses ranging from 77 034.19 to 78 324.77 Da.The theoretical isoelectric point(PI)range was 6.00 to 6.52,and the second-ary structure was mainly α-helix and random curl.In vitro enzyme activity assay revealed that AsPAL1~3 could respectively catalyze phenylalanine and tyrosine to generate cinnamic acid and p-coumaric acid.The RT-qPCR results showed that the expression levels of AsPAL1 and AsPAL2 were high in the roots of Angelica sinensis without bolting,while the expression level of AsPAL3 in the roots of An-gelica sinensis with bolting was high.Conclusion:The AsPAL1,AsPAL2 and AsPAL3 genes are successfully cloned.After prokaryotic ex-pression,all proteins have catalytic activity,and their relative expression levels are different in the roots of Angelica sinensis that bolted and those that did not.

张金金;李勒松;贺佳蝶;梁艳丽;杨生超;栗孟飞;赵艳

云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心/云南省药用植物生物学重点实验室/农学与生物技术学院,云南 昆明 650201||云南特色植物提取实验室,云南 昆明 650106云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心/云南省药用植物生物学重点实验室/农学与生物技术学院,云南 昆明 650201||云南特色植物提取实验室,云南 昆明 650106云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心/云南省药用植物生物学重点实验室/农学与生物技术学院,云南 昆明 650201||云南特色植物提取实验室,云南 昆明 650106云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心/云南省药用植物生物学重点实验室/农学与生物技术学院,云南 昆明 650201||云南特色植物提取实验室,云南 昆明 650106云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心/云南省药用植物生物学重点实验室/农学与生物技术学院,云南 昆明 650201||红河学院,云南 红河 661199甘肃农业大学农学院,甘肃 兰州 730070云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心/云南省药用植物生物学重点实验室/农学与生物技术学院,云南 昆明 650201||云南特色植物提取实验室,云南 昆明 650106

医药卫生

当归抽薹苯丙氨酸解氨酶原核表达体外酶活功能表征

Angelica sinensis(Oliv.)DielsBoltingPhenylalanine ammonia-lyaseProkaryotic expressionIn vitro enzyme activi-tyFunctional characterization

《中药材》 2026 (3)

558-566,9

国家自然科学基金项目(82460743)云南省科技计划项目(202502AS100012)云南特色植物提取实验室自主研究项目基金(2022YKZY001)云南省兴滇英才支持计划"青年人才"项目(XDYC-QNRC-2022-0219)

10.13863/j.issn1001-4454.2026.03.002

评论