苹果阳离子氨基酸转运蛋白（CAT）的鉴定、比较与表达分析

发布时间：2021-09-24 20:07

　　阳离子氨基酸转运蛋白（CAT）在植物氨基酸转运与氮素代谢中具有重要作用,重要经济作物苹果中尚未见此类蛋白的相关报道。本文利用生物信息学和分子生物学的方法,对苹果CAT （命名为MdCAT）成员进行鉴定、比较与表达分析。根据拟南芥CAT蛋白序列,在苹果基因组中共鉴定出15个MdCAT成员,它们不均衡地位于8条染色体上。大多数MdCAT具有10个及以上的跨膜区,并具有相似的二级结构组成和三维空间构象。遗传进化树分析表明, MdCAT蛋白分为4组（I、II、III和IV）,并且4组成员在保守基序分布上,表现出各自的独特性。电子表达谱分析显示, MdCAT广泛表达于各组织中,尤其在花和果实等表达较高,不同成员稍有差异。在果实发育中, MdCAT3/7/6/14等转录丰度有明显的增加,在果实的氨基酸转运中可能扮演关键角色;休眠芽的表达数据提示,部分MdCAT参与到苹果芽的休眠过程。除此之外,利用实时荧光定量PCR试验,检测了氮素匮乏状态下MdCAT的相对表达,结果表明MdCAT1/6/10/13响应氮饥饿,可能在氮素代谢中发挥重要作用。 

【文章来源】：植物生理学报. 2020,56(12)北大核心CSCD

【文章页数】：16 页

【部分图文】：

Md CAT蛋白的跨膜区

Md CAT蛋白的预测活性位点

图2 Md CAT蛋白的预测活性位点除此之外,通过对15个Md CAT蛋白中4种二级结构元件(α-螺旋、β-转角、无规卷曲和延伸链)进行比较发现(表3),α-螺旋和无规卷曲2种结构占比较大,尤其是α-螺旋;而β-转角所占的比例都是最低的。为了观察此类蛋白三维空间构象,利用Phyre2进行了同源模型分析,三级结构同样显示了Md CAT蛋白中具有高比例的α-螺旋。在图4中可以看到,15个Md CAT的模型结构是高度一致的,暗示它们功能的相似性。同时,在对拟南芥和苹果CAT蛋白结构三维建模比较时(拟南芥数据未列出),注意到它们均选择了c5oqt A＿作为最佳模板。该模板注释为细菌阳离子氨基酸转运体(cat)2同系物,因此间接反映了筛选的苹果CAT蛋白的准确性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]脯氨酸转运相关基因的研究进展[J]. 陈颖,王婷,华学军.  植物学报. 2018(06)
[2]普通小麦TaCAT 9基因的克隆与表达分析[J]. 褚莹莹,王晨阳,陈雨露,康娟,马耕,刘卫星,胡阳阳,李莎莎.  麦类作物学报. 2018(06)
[3]山杏CAT家族基因的生物信息学预测及表达分析[J]. 刘力力,林子欣,胡锦赫,安基永,王佳,林善枝.  分子植物育种. 2018(22)
[4]植物氨基酸转运蛋白的研究进展[J]. 彭波,孙艳芳,庞瑞华,宋晓华,李慧龙,周棋赢,袁红雨,宋世枝.  热带作物学报. 2016(06)

硕士论文
[1]蒺藜苜蓿与鹰嘴豆AAAP基因家族的全基因组分析[D]. 曲越.哈尔滨师范大学 2019
[2]茶树CsAAPs和CsLHTs亚家族基因的克隆与表达分析[D]. 郭玲玲.中国农业科学院 2019
[3]氨基酸转运蛋白与铁皮石斛原球茎发生[D]. 刘楚琪.西南交通大学 2019
[4]番茄SlCAT2基因的克隆及功能研究[D]. 杨丽婷.重庆大学 2014



本文编号：3408370