一個巴西橡膠樹過氧化物酶基因克隆與生物信息學分析

鄧玉杰+余海洋+張宇+王萌

摘 要 采用分子生物學和生物信息學技術，在橡膠樹熱研7-33-97的葉片中擴增了一個過氧化物酶基因的全長cDNA，命名為HbPRX2。該基因全長1 179 bp，5端29 bp，3端145 bp，閱讀框1 005 bp，編碼335個氨基酸。推導的氨基酸理論分子量34.85 u，等電點4.98。推導的氨基酸含有過氧化物酶蛋白特征性的Peroxidase4結構域。HbPRX2蛋白與巴西橡膠樹HbPRX1、HbPRX42、擬南芥AtPER42和水稻OsPRX33的過氧化物酶蛋白相似性分別為63.22 %、32.37 %、33.73 %和37.80 %。生物信息學分析表明，橡膠樹HbPRX2蛋白定位于分泌途徑中，屬于親水性蛋白，性質穩定，在7-24、36-55、130-151和278-301氨基酸處具有跨膜結構域，在29-30氨基酸處具有信號肽結構。本研究為深入研究HbPRX2基因的結構與功能及其抗逆機制奠定基礎。

關鍵詞 巴西橡膠樹 ；HbPRX2 ；生物信息學 ；基因克隆

中圖分類號 S794.1

Cloning and Bioinformatic Analysis of a Peroxidase Gene in Rubber Tree（Hevea brasiliensis Muell. Arg）

DENG Yujie YU Haiyang ZHANG Yu WANG Meng

（Hainan University，Haikou，Hainan 570228）

Abstract Peroxidase is the enzyme of catalytic oxidation of substrates using hydrogen peroxide as electron acceptor. In this study，one peroxidase gene full length cDNA was amplified in the leaf in rubber tree clone CATAS7-33-97，designated as HbPRX2， It was 1 179 bp in length，containing a 1 005 bp ORF which encodes 335 amino acid residues，a 145 bp 3'untranslation region and a 29 bp 5'untranslation region. The molecular mass of the putative protein is 34.85 kDa with its theoretical pI of 4.98. The deduced amino acid sequence had the specific domains of plant peroxidase like super-family domain peroxidase4. It shares 63.22%，32.37%，33.73% and 37.80% identities with Hevea brasiliensis HbPRX1，HbPRX42，Arabidopsis AtPER42 and rice OsPRX33，respectively. The bioinformatic analysis showed that HbPRX2 protein is a hydrophilous protein which have an secretion pathway signal. It was a stable protein with transmembrane region at 7-24，36-55，130-151，and 278-301 amino acid and signal Peptide at 29-30 amino acid， respectively. This study provides a fundamental knowledge of further study the structure and functions of HbPRX2.

Key words Hevea brasiliensis ；HbPRX2 ；bioinformatics ；gene cloning

ClassIII型過氧化物酶（Peorxidaes，EC1.11.1.7）是一類以血紅素為輔基的酶，在生物中廣泛存在，具有多種不同的生物功能[1-2]，主要催化過氧化氫對多種有機物和無機物的氧化作用，包括酚類、生長素、木質素前體和次生代謝產物[3-4]。它是多基因家族成員，在水稻中有138個成員[5]，在擬南芥有73個成員[6]，同時它也是糖蛋白，位于植物液泡和細胞壁中[7]。過氧化物酶蛋白的分子量約為30-45 ku，由大概300個氨基酸殘基組成，其中存在酸堿催化域和血紅素結合區域[常含8個半胱氨酸（構成4個二硫鍵橋）]，2個鈣離子結合區，在ASp99和Argl23還有一個鹽橋，2-6個糖基化位點，一個原高鐵血紅素。目前，除了水稻和擬南芥等模式植物外[8-10]，已在甘蔗[11]、大豆[12]中克隆了過氧化酶基因。巴西橡膠樹（Hevea brasiliensis）是天然橡膠的主要來源，橡膠樹的乙烯利刺激割制[13]、病原菌侵害和環境危害[14]等都會引起橡膠樹膠乳活性氧的產生，導致黃色體破裂。……