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同源蛋白序列比对探讨AmPR-10核酸酶活性机理

2021-10-25胡丽丽李桂兰张育敏

生物学杂志 2021年5期

王 珏,胡丽丽,李桂兰,吴 娜,张育敏

(山西中医药大学 基础医学院,晋中 030600)

蒙古黄芪病程相关蛋白(Astragalusmembranaceuspathogenesis-related protein-10,AmPR-10)是在其遭遇环境压力和病原体侵袭时表达的一种抵抗外部不利条件的蛋白。天然提取的AmPR-10具有核酸酶活性[1],且该活性很大程度是与植物防御病原体感染降解RNA类病毒有关[2]。而无论是天然黄芪中提取的AmPR-10还是研究中得到的外源重组蛋白,核酸酶活性都比较低[3]。因此进一步提高AmPR-10核酸酶活性,探究相关机理,对深入了解黄芪生长发育抗病机制具有重要意义。目前,已知PR-10类蛋白的核酸酶活性可能与一段保守的P-loop环(GxGGxGxxK)相关[4],然而也有很多具有该结构的PR-10类蛋白被证明并没有核酸酶活性,这一特征可能不具备必然性[5]。因此需探索可能影响AmPR-10核酸酶活性的新的保守区及特定氨基酸位点,为目的基因进化改造提供参考。

我们对AmPR-10及其同源蛋白进行了序列比对,并将AmPR-10空腔处(该区域已被证实具有配体结合活性[6])与核苷酸单体进行分子对接,由对接结果设计氨基酸定点突变,并根据突变后AmPR-10与配体对接结合自由能变化判断可能对酶结合底物有影响的氨基酸位点。首次对影响AmPR-10核酸酶活性的蛋白保守区及特定氨基酸做出深入研究,为其他PR类基因外源表达及活性分析提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌种材料

2019年夏季6月采摘蒙古黄芪嫩叶(山西中医药大学种植),长约10 mm,宽约6 mm,将叶片剪碎称取80 mg左右,用于RNA的提取;感受态E.coliBL21购于生工生物工程(上海)有限公司用于重组子转化。……

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