雷公藤牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶基因全长cDNA的获得及生物信息学分析(1)
[摘要]该研究利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术从雷公藤悬浮细胞中克隆得到一条GGPPS 全长cDNA(GeneBank：KM978333)，并对其进行多重序列比对、蛋白结构预测及构建系统进化树等生物信息学分析。所克隆的TwGGPPS cDNA全长1 857 bp，编码含514个氨基酸的蛋白序列，相对分子质量为57.13 kDa，等电点为7.85，具有5个保守域和2个功能域，亚细胞定位预测显示其可能位于质膜上， 多重序列比对及系统进化树结果显示与其他植物GGPPS家族具有较高同源性。实验首次克隆了雷公藤GGPPS基因，为进一步研究雷公藤甲素等二萜化合物生物合成途径奠定基础。
[关键词]雷公藤;牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶;克隆;生物信息学分析
Cloning and bioinformatics analysis of geranylgeranyl diphosphate
synthase gene of Tripterygium wilfordii
, 百拇医药
ZHANG Meng/1， SU Ping/1， LIU Yu-jia/1， TONG Yu-ru/1， ZHAO Yu-jun/1， GAO Wei1*， WANG Xiu-juan1*， HUANG Lu-qi/1
(1. School of Traditional Chinese Medicine， Capital Medical University， Beijing 100069， China;
2.National Resource Center for Chinese Materia Medica， China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing 100700， China)
[Abstract]A full-length cDNA of GGPPS gene from Tripterygium wilfordii suspension cells was obtained by use of RACE strategy(GeneBank：KM978333)， and then analyzed by bioinformatics approaches. TwGGPPS cDNA has 1857 nucleotides and an open reading frame (ORF) encoding a protein of 514 amino acid residues. The deduced protein has isoelectric point (pI) of 7.85， a calculated molecular weight about 57.13 kD， 5 conserved domains and 2 functional domains. PSORT Prediction showed it was located at plasma membrane. Phylogenetic analysis demonstrated that TwGGPPS1 was similar to GGPPS from other species of plants. For the first time the cloning of geranylgeranyl diphosphate synthase gene from T. wilfordii was reported， it lays the foundation for further research of diterpenoids biosynthetic pathway.
, 百拇医药
[Key words]Tripterygium wilfordii; GGPPS; clone; bioinformatics analysis
doi：10.4268/cjcmm20150615
中药雷公藤Tripterygium wilfordii Hook f.具有活血化瘀、清热解毒、消肿散结、杀虫止血等功效，现代药理学研究发现其重要的二萜类活性成分雷公藤甲素可以阻止肿瘤细胞生长[1]，对治疗胰腺癌有效[2]，同时具有神经营养活性，是治疗帕金森和老年痴呆等疾病的重要活性分子[3-5]。在植物内，萜类成分的主要合成途径为位于细胞质中的甲羟戊酸途径[6](mevalonate pathway，MVA)及位于质体中的2C-甲基-D-赤藓醇4-磷酸途径[7](2C-methyl-D-erythritol 4-phosphate，MEP)，2条途径的共同中间体异戊烯基焦磷酸(isopenteny pyrophosphate， IPP) 可以穿过质体膜互为对方所用，从而将MVA途径和MEP途径联系起来[8]。牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(geranylgeranyl pyrophosphate， GGPP) 位于初生代谢和次生代谢不同途径的分枝点，是二萜化合物的共同前体，提供了类胡萝卜素、叶绿素、赤霉素、辅酶Q及多种二萜的构建骨架。牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(geranylgeranyl diphosphate synthase，GGPPS)可以分别催化1分子二甲丙烯焦磷酸(dimethylally pyrophosphate， DMAPP)和3分子IPP、1分子牻牛儿基焦磷酸(geranyl diphosphate，GPP)和2分子IPP 或者1分子法尼基焦磷酸(famesyl pyrophosphate， FPP)和1分子IPP缩合生成GGPP[9]。因此，GGPPS就成为初生及次生代谢途径中的关键酶之一。目前GGPPS基因已从多种植物中克隆获得，如拟南芥[10]、丹参[11]、山榛[12]、长春花[13]、紫衫[14]等。, http://www.100md.com(张萌 苏平 刘雨佳 童宇茹 赵瑜君 高伟 王秀娟 黄璐琦)
[关键词]雷公藤;牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶;克隆;生物信息学分析
Cloning and bioinformatics analysis of geranylgeranyl diphosphate
synthase gene of Tripterygium wilfordii
, 百拇医药
ZHANG Meng/1， SU Ping/1， LIU Yu-jia/1， TONG Yu-ru/1， ZHAO Yu-jun/1， GAO Wei1*， WANG Xiu-juan1*， HUANG Lu-qi/1
(1. School of Traditional Chinese Medicine， Capital Medical University， Beijing 100069， China;
2.National Resource Center for Chinese Materia Medica， China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing 100700， China)
[Abstract]A full-length cDNA of GGPPS gene from Tripterygium wilfordii suspension cells was obtained by use of RACE strategy(GeneBank：KM978333)， and then analyzed by bioinformatics approaches. TwGGPPS cDNA has 1857 nucleotides and an open reading frame (ORF) encoding a protein of 514 amino acid residues. The deduced protein has isoelectric point (pI) of 7.85， a calculated molecular weight about 57.13 kD， 5 conserved domains and 2 functional domains. PSORT Prediction showed it was located at plasma membrane. Phylogenetic analysis demonstrated that TwGGPPS1 was similar to GGPPS from other species of plants. For the first time the cloning of geranylgeranyl diphosphate synthase gene from T. wilfordii was reported， it lays the foundation for further research of diterpenoids biosynthetic pathway.
, 百拇医药
[Key words]Tripterygium wilfordii; GGPPS; clone; bioinformatics analysis
doi：10.4268/cjcmm20150615
中药雷公藤Tripterygium wilfordii Hook f.具有活血化瘀、清热解毒、消肿散结、杀虫止血等功效，现代药理学研究发现其重要的二萜类活性成分雷公藤甲素可以阻止肿瘤细胞生长[1]，对治疗胰腺癌有效[2]，同时具有神经营养活性，是治疗帕金森和老年痴呆等疾病的重要活性分子[3-5]。在植物内，萜类成分的主要合成途径为位于细胞质中的甲羟戊酸途径[6](mevalonate pathway，MVA)及位于质体中的2C-甲基-D-赤藓醇4-磷酸途径[7](2C-methyl-D-erythritol 4-phosphate，MEP)，2条途径的共同中间体异戊烯基焦磷酸(isopenteny pyrophosphate， IPP) 可以穿过质体膜互为对方所用，从而将MVA途径和MEP途径联系起来[8]。牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(geranylgeranyl pyrophosphate， GGPP) 位于初生代谢和次生代谢不同途径的分枝点，是二萜化合物的共同前体，提供了类胡萝卜素、叶绿素、赤霉素、辅酶Q及多种二萜的构建骨架。牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(geranylgeranyl diphosphate synthase，GGPPS)可以分别催化1分子二甲丙烯焦磷酸(dimethylally pyrophosphate， DMAPP)和3分子IPP、1分子牻牛儿基焦磷酸(geranyl diphosphate，GPP)和2分子IPP 或者1分子法尼基焦磷酸(famesyl pyrophosphate， FPP)和1分子IPP缩合生成GGPP[9]。因此，GGPPS就成为初生及次生代谢途径中的关键酶之一。目前GGPPS基因已从多种植物中克隆获得，如拟南芥[10]、丹参[11]、山榛[12]、长春花[13]、紫衫[14]等。, http://www.100md.com(张萌 苏平 刘雨佳 童宇茹 赵瑜君 高伟 王秀娟 黄璐琦)