江南卷柏Phi类谷胱甘肽S-转移酶的分子特性
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国家自然科学基金 (No. 31270641) 资助。


Molecular characteristics of two Phi glutathione S-transferases in Selaginella moellendorffii
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National Natural Science Foundation of China (No. 31270641).

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    谷胱甘肽S-转移酶 (Glutathione S-transferase, GST) 在帮助植物抵抗各种胁迫中发挥重要作用。该研究从江南卷柏Selaginella moellendorffii中克隆到两个Phi类GST基因,分别命名为SmGSTF1和SmGSTF2,两个基因均编码215个氨基酸残基的蛋白质。表达模式分析发现,这两个基因在江南卷柏根、茎和叶中均有表达。将这两个基因在大肠杆菌中诱导表达重组蛋白并纯化,酶学性质分析表明SmGSTF1和SmGSTF2对CDNB、NBD-Cl和NBC等3种底物都有活性。SmGSTF1对Fluorodifen和Cum-OOH也有活性,而SmGSTF2对它们没有活性。酶动力学分析表明SmGSTF1和SmGSTF2对GSH有较高的亲和力,而对CDNB的亲和力都相对较低。在不同pH及温度条件下对SmGSTF1和SmGSTF2重组蛋白进行活性测定,发现这两个蛋白在pH 7?8.5,45?55 ℃温度范围内有较高的催化活性。研究推测,SmGSTF1和SmGSTF2可能在江南卷柏的抗逆生理过程中有重要的作用。

    Abstract:

    Glutathione S-transferase (GST) is important in plants to resist various stresses. In this study, two Phi GST genes (SmGSTF1 and SmGSTF2) were cloned from Selaginella moellendorffii. SmGSTF1 and SmGSTF2 genes encode proteins of 215 amino acid residues. Gene expression analysis showed that the two genes were expressed in roots, stems and leaves. The recombinant SmGSTF1 and SmGSTF2 proteins were overexpressed in Escherichia coli, and purified by Ni-affinity chromatography. SmGSTF1 and SmGSTF2 had the catalytic activity towards 1-Chloro-2,4-Dieitrobenzene, 4-Chloro-7-nitro-1,2,3-benzoxadiazole (NBD-Cl), and 4-Nitrobenzyl chloride substrates. SmGSTF1 also had the activity towards Fluorodifen and Cumyl hydroperoxide (Cum-OOH), whereas SmGSTF2 not. The enzyme kinetics analysis showed that SmGSTF1 and SmGSTF2 had high affinity towards glutathione, and low affinity towards 1-Chloro-2, 4-Dieitrobenzene. The enzymatic activity of SmGSTF1 and SmGSTF2 had high catalytic activity between pH 7 and 8.5, and between 45 and 55 °C. SmGSTF1 and SmGSTF2 may have an important role in the resistance of Selaginella moellendorfii against stress.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

张元杰,杨志灵,杨海灵. 江南卷柏Phi类谷胱甘肽S-转移酶的分子特性[J]. 生物工程学报, 2016, 32(7): 927-936

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  • 收稿日期:2015-10-16
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  • 在线发布日期: 2016-07-07
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