丰水梨多酚氧化酶基因的克隆与原核表达

doi:10.13305/j.cnki.jts.2015.01.004

茶叶科学 ›› 2015, Vol. 35 ›› Issue (1): 17-23.doi: 10.13305/j.cnki.jts.2015.01.004

丰水梨多酚氧化酶基因的克隆与原核表达

陈东生, 王坤波^*, 李勤, 李娟, 黄建安, 刘仲华^*

国家植物功能成分利用工程技术研究中心,湖南农业大学茶学教育部重点实验室,湖南长沙 410128

收稿日期:2014-06-04 修回日期:2014-09-29 出版日期:2015-02-15 发布日期:2019-08-23
通讯作者: *
作者简介:陈东生,男,硕士研究生,主要从事茶树生物技术与种质创新研究。
基金资助:
国家自然科学基金（30901161）、教育部“新世纪优秀人才支持计划”（NCET-11-096）

The Cloning and Prokaryotic Expression of Polyphenol Oxidase Gene in Pear (Pyrus Pyrifolia Nakai)

CHEN Dongsheng, WANG Kunbo^*, LI Qin, LI Juan, HUANG Jian′an, LIU Zhonghua^*

National Research Center of Engineering & Technology for Utilization of Botanical Functional Ingredients, Key Laboratory of Tea Science of Ministry of Education, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China

Received:2014-06-04 Revised:2014-09-29 Online:2015-02-15 Published:2019-08-23

摘要/Abstract

摘要： 通过PCR方法克隆丰水梨PPO基因全长,并将其登录Genebank,登录号JQ861265。基因全长1782βbp,无内含子,编码的PPO属于亲水性蛋白质,无跨膜结构,含有593个氨基酸,分子量约为65.8βkDa,理论等电点为8.4。N端含有一段由47个氨基酸组成的转运肽。去除转运肽的成熟PPO分子量为60.8βkDa,理论等电点为6.69。PPO中含有两个铜离子结合区,主要位于PPO二级结构中的α-螺旋区域中。原核诱导目的蛋白在诱导3~6βh后积累量较大。诱导蛋白（PPO前体和成熟PPO）均能氧化儿茶素形成茶黄素。

关键词: 多酚氧化酶, 基因克隆, 原核表达, 酶促合成, 茶黄素

Abstract: ：The polyphenol oxidase (PPO, GenBank accession No. JQ861265) genes were cloned by PCR from Pyrus Pyrifolia Nakai. The full length of PPO gene was 1β782βbp without introns, coding a precursor peptide. PPO precursor consists of 593 amino acids with a molecular weight of about 65.8βkDa. It has a theoretical PI of 8.4 and has a transit peptide consisting of 47 amino acids. The mature PPO without transit peptide consists of 547 amino acids with a molecular weight of about 60.8βkDa and a theoretical PI of 6.69. There are 2 Cu-binding domain in the α-helix of PPOs. The protein accumulation got a peak in 3-6 hours. The induced proteins (precursor PPO and mature PPO) can oxidize catechins into theaflavins in vitro.

Key words: polyphenol oxidase, gene clone, prokaryotic expression, enzymatic synthesis, theaflavins

中图分类号:

Q946.5
Q52

陈东生, 王坤波, 李勤, 李娟, 黄建安, 刘仲华. 丰水梨多酚氧化酶基因的克隆与原核表达[J]. 茶叶科学, 2015, 35(1): 17-23. doi: 10.13305/j.cnki.jts.2015.01.004.

CHEN Dongsheng, WANG Kunbo, LI Qin, LI Juan, HUANG Jian′an, LIU Zhonghua. The Cloning and Prokaryotic Expression of Polyphenol Oxidase Gene in Pear (Pyrus Pyrifolia Nakai)[J]. Journal of Tea Science, 2015, 35(1): 17-23. doi: 10.13305/j.cnki.jts.2015.01.004.

参考文献

[1] 贺立红, 宾金华. 高等植物中的多酚氧化酶[J]. 植物生理学通讯, 2001, 37(4): 340-346.
[2] Steffens J C, Hare L, Hunt M D.Polyphenol oxidase [A]//Ellis B E, Kuroki W G, Stafford A H. Genetic Engineering of Plant Secondary Metabolism. New York: Plenum Press, 1994: 275-312.
[3] Okot-Kotber M, Liavoga A, Yong K J, et al. Activity and inhibition of polyphenol oxidase in extracts of bran and other milling fractions from a variety of wheat cultivars[J]. Cereal chemistry, 2001, 78(5): 514-520.
[4] Dry I B, Robinson SP.Molecular cloning and characterisation of grape berry polyphenol oxidase[J]. Plant molecular biology, 1994, 26(1): 495-502.
[5] Gooding P S, Bird C, Robinson S P.Molecular cloning and characterisation of banana fruit polyphenol oxidase[J]. Planta, 2001, 213(5): 748-757.
[6] Matsumoto-Akanuma A, Yamagishi A, Motoi M, et al. Cloning and Characterization of Polyphenoloxidase DNA from Agaricus brasiliensis S. Wasser et al. (Agaricomycetideae)[J]. International Journal of Medicinal Mushrooms, 2006, 8(1): 67-76.
[7] Haruta M, Murata M, Hiraide A, et al. Cloning genomic DNA encoding apple polyphenol oxidase and comparison of the gene product in Escherichia coli and in apple[J]. Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 1998, 62(2): 358-362.
[8] 王乃栋, 张丽霞, 向勤锃, 等. 茶树多酚氧化酶基因的生物信息学分析及原核表达[J]. 茶叶科学, 2011, 31(1): 33-39.
[9] Murata M, Haruta M, Murai N, et al. Transgenic apple (Males xdomestica) shoot showing low browning potential[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2000, 48: 5243-5248.
[10] Tanaka T, Mine C, Inoue K, et al. Synthesis of theaflavin from epicatechin and epigallocatechin by plant homogenates and role of epicatechin quinone in the synthesis and degradation of theaflavin[J]. Journal of agricultural and food chemistry, 2002, 50(7): 2142-2148.
[11] 李适, 刘仲华, 黄建安, 等. 毛栓菌多酚氧化酶酶学性质及茶黄素的酶促合成研究[J]. 茶叶科学, 2008, 28(5): 326-330.
[12] 王坤波, 刘仲华, 赵淑娟, 等. 多酚氧化酶同工酶组成及其对茶黄素合成的影响[J]. 农业现代化研究, 2007, 28(5): 618-621.
[13] 陈东生. 多酚氧化酶基因的克隆及原核、真核表达研究[D]. 长沙: 湖南农业大学, 2012: 12, 33-34.
[14] 王坤波, 刘仲华, 赵淑娟, 等. 梨多酚氧化酶同工酶组成及其对茶黄素合成的影响[J]. 湖南农业大学学报: 自然科学版, 2007, 33(4): 459-462.
[15] 王坤波, 刘仲华, 黄建安, 等. 高效液相色谱法测定红茶中的茶黄素[J]. 色谱, 2004, 22(2): 151-153.
[16] Martinez MV, Whitaker JR.The biochemistry and control of enzymatic browning[J]. Trends in Food Science & Technology, 1995, 6: 195-200.
[17] 李桂琴, 李会宣, 许冬倩, 等. 鸭梨多酚氧化酶基因CDS区的克隆及表达[J]. 果树学报, 2008, 25(4): 577-580.
[18] 吴贻良. 茶叶多酚氧化酶基因的克隆及微生物表达[D]. 广州: 华南师范大学, 2009: 44.

丰水梨多酚氧化酶基因的克隆与原核表达

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[3]	邓志慧, 曾洁, 付红娟, 常徽. 茶黄素-3,3'-O-双没食子酸酯对糖尿病大鼠血管内皮损伤及炎症反应的保护作用[J]. 茶叶科学, 2021, 41(6): 823-830.
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[6]	郭玲玲, 张芬, 成浩, 韦康, 阮丽, 吴立赟, 王丽鸳. 茶树CsAAPs亚家族基因的克隆与表达分析[J]. 茶叶科学, 2020, 40(4): 454-464.
[7]	蒋君梅, 方远鹏, 宁娜, 陈美晴, 杨再福, 王勇, 李向阳, 谢鑫. 茶树CssHSP18.1基因克隆及表达分析[J]. 茶叶科学, 2020, 40(3): 328-340.
[8]	郭玲玲, 张芬, 张亚真, 成浩, 韦康, 阮丽, 吴立赟, 王丽鸳. 茶树CsLHTs亚家族基因的克隆与表达分析[J]. 茶叶科学, 2019, 39(3): 280-288.
[9]	陈江飞, 余津铭, 杨建坤, 余有本, 肖斌, 杨亚军, 王伟东. 茶树Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因CsNHX1、CsNHX2的克隆及表达分析[J]. 茶叶科学, 2018, 38(6): 559-568.
[10]	曾泽媛, 罗勇, 郑楚楚, 李娟, 李勤, 林海燕, 王坤波. 茶树PPO基因家族的鉴定与分析[J]. 茶叶科学, 2018, 38(4): 385-395.
[11]	甘玉迪, 孙康, 李会娟, 堵忠颖, 赵真, 庞鑫, 黎星辉, 陈暄. 两种原核表达载体对CsPPO蛋白表达活性的影响[J]. 茶叶科学, 2018, 38(4): 396-405.
[12]	辛华洪, 王伟东, 王明乐, 马青平, 甘玉迪, 黎星辉. 茶树磷转运蛋白基因CsPT4的克隆、亚细胞定位及表达分析[J]. 茶叶科学, 2017, 37(5): 493-502.
[13]	岳川, 曹红利, 郝心愿, 郭玉琼, 叶乃兴, 王新超, 杨亚军. 茶树CsASR基因的克隆及其表达分析[J]. 茶叶科学, 2017, 37(4): 399-410.
[14]	周盈, 黄倩, 张甜, 陈萍. TFDG对IL-1β体外诱导大鼠软骨细胞炎性损伤的保护作用研究[J]. 茶叶科学, 2017, 37(3): 290-298.
[15]	张静, 黄建安, 蔡淑娴, 易晓芹, 刘建军, 王英姿, 田丽丽, 刘仲华. 茶黄素与EGCG抑制体内外β-淀粉样蛋白1-42水平及其诱导的神经细胞氧化损伤[J]. 茶叶科学, 2016, 36(6): 655-662.