麥冬凝集素與蜘蛛抱蛋凝集素的基因克隆及序列分析.pdf

1、麥冬凝集素(OJL)是來源于百合科的具有多重生物學活性的甘露糖結合蛋白，屬于單子葉甘露糖結合凝集素。蜘蛛抱蛋凝集素也是具有多種生物學活性的甘露糖結合蛋白，在抗蟲抗腫瘤方面顯示了良好的活性，具有廣闊的運用前景。這類凝集素由于具有獨特的糖結合特異性、逆轉錄病毒抑制活性和保護農作物免受昆蟲和線蟲攻擊而引起人們濃厚的興趣。本文采用同源克隆的方法，通過對麥冬與蜘蛛抱蛋球莖RNA的提取，反轉錄成cDNA，從Genbank上比較已登錄的百合科凝集素的

2、序列，找出其保守序列，并結合軟件設計了簡并引物，進行3’RACE末端快速擴增，得到了3’端的部分序列，然后根據(jù)已得到的序列設計特異性引物，應用在cDNA的3’端隨機添加若干PolyA的方法，在cDNA模板3’端加上PolyA，再以此為模板進行PCR，從而克隆得到了麥冬凝集素5’端的部分序列。將3’與5’序列合并，就能獲得其cDNA全長序列。 以獲得的全長cDNA序列和推導出的氨基酸序列與百合科其他植物凝集素在Genbank中的B

3、last上進行比較，可知麥冬凝集素的全長cDNA序列由704個核苷酸組成，開放閱讀框長513bp，編碼170個氨基酸，起始密碼子位于第46～48bp，終止密碼子位于在556～558bp處，在起始密碼子上游有一個由45個堿基組成的5’非編碼區(qū)；在終止密碼子下游有一個由146個堿基組成的3’非編碼區(qū)，包括兩個加poly(A)信號和一段真核生物mRNA所特有的poly(A)序列。通過序列的測定，發(fā)現(xiàn)OJL基因均編碼前體蛋白：含有信號肽序列、成

4、熟蛋白序列和C-末端剪切序列。該成熟蛋白由109個氨基酸組成，分子量為12．1KD。成熟蛋白在氨基酸水平上與雪花蓮凝集素同源性達70.4％，與囊絲黃精凝集素同源性為81.1％，與多花黃精凝集素同源性為83.5％與蜘蛛抱蛋凝集素第一個亞基的同源性為66.4％，與蜘蛛抱蛋凝集素第二個亞基的同源性為73.2％。在blocks數(shù)據(jù)庫(WWw.blocks fhcrc.org)中檢索OJL蛋白氨基酸序列的結構域，發(fā)現(xiàn)OJL氨基酸序列中存在一個凝集

5、素功能結構域區(qū)，并具有2個典型的甘露糖專一結合位點盒(QDNY)。成熟蛋白氨基酸中極性氨基酸占44.04％，疏水性氨基酸占30.28％，酸性氨基酸占7.34％，堿性氨基酸占2.75％。OJL的信號肽包括27個氨基酸。此基因的克隆，為深入研究OJL結構基因，剪切機制，表達和調控機制以及OJL結構和功能的關系奠定了重要的基礎。研究發(fā)現(xiàn)蜘蛛抱蛋凝集素cDNA全長1162bp，開放閱讀框長930bp，編碼309個氨基酸的前體蛋白，起始密碼子位于

6、38～40bp，終止密碼子位于在965～967bp處，在起始密碼子上游有1個由37個堿基組成的5’非編碼區(qū)；在終止密碼子下游有1個由195個堿基組成的3’非編碼區(qū)，其后面還有一段真核生物mRNA所特有的poly(A)序列。通過序列的分析可以發(fā)現(xiàn)該蛋白含有2個結構域，即其前體蛋白含有：信號肽序列、亞基1、連接肽、亞基2和C--末端剪切序列。蛋白亞基1和2分別由106和108個氨基酸組成，分子量為12KD左右，等電點分別為5和7.13。在整

7、個氨基酸的組成中，亞基1的氨基酸中極性氨基酸占33.64％，疏水性氨基酸占32.76％，酸性氨基酸占10.91％，堿性氨基酸占8.81％；在亞基2中極性氨基酸占34.82％，疏水性氨基酸占35.71％，酸性氨基酸占7.14％，而堿性氨基酸同樣占6.25％。AEL與百合科其它凝集素的同源性較高，第一個亞基所編碼的氨基酸序列與雪花蓮凝集素同源性達51.8％，與囊絲黃精凝集素同源性為60.4％，多花黃精凝集素65.5％與鈴蘭凝集素第一個結構域

8、同源性為50.0％，與鈴蘭凝集素第二個結構域同源性為49.1％。第二個亞基的數(shù)字分別為61.6％、74.3％、77.7％、57.8％、55.7％。在大多數(shù)百合科凝集素中，通常都具有三個甘露糖結合位點盒，通過對AEL的分析發(fā)現(xiàn)它比較特殊，AEL-subunitl有兩個甘露糖結合位點，一個已經(jīng)發(fā)生突變；AEL-subtmit2：只有一個甘露糖，其中有兩個已經(jīng)發(fā)生突變。二級和三級結構分析發(fā)現(xiàn)他與GNA的結構非常相似。密碼子的偏愛性分析發(fā)現(xiàn)AE