西洋菜鋅鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的克隆及表達(dá).pdf

1、鋅鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(ZIP)是在高等植物中廣泛存在的，在多種金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)功能中起重要的作用一類蛋白。其成員大都具有8個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，在金屬離子從細(xì)胞胞外至細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中以及金屬離子細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸過程中都發(fā)揮重要的作用。
　　西洋菜可以在重金屬離子過量的環(huán)境中生長(zhǎng)狀況良好，吸收大量的金屬離子但對(duì)植株本身不會(huì)造成傷害。正因?yàn)槲餮蟛司哂羞^度吸收重金屬元素的特點(diǎn)，所以可利用西洋菜來凈化水質(zhì)。從分子水平研究西洋菜吸收利用重金屬元素的機(jī)理并結(jié)合其他

2、已研究的植物的吸收利用重金屬元素分子機(jī)理，可共同探索植物修復(fù)機(jī)制。
　　本文基于水稻、玉米、小麥等二十多種單子葉被子植物的ZIP基因保守序列設(shè)計(jì)簡(jiǎn)并引物，并以西洋菜根部RNA為模板，采用RT-PCR的方法擴(kuò)增出西洋菜NoZIP的中間保守序列片段。再經(jīng)RACE(Rapid-amplification ofcDNA ends)法，克隆到完整的NoZIP基因(Nasturtium officinaleR.Br.ZRT, IRT-like

3、 protein，標(biāo)號(hào)為NoZIP)，基因全長(zhǎng)為1446bp。NoZIP編碼一個(gè)357個(gè)氨基酸殘基的多肽，推測(cè)的多肽分子量大小為38.1kDa，PI=6.49。通過氨基酸序列和結(jié)構(gòu)分析顯示NoZIP蛋白包含了9個(gè)相對(duì)保守的跨膜結(jié)構(gòu)域以及4個(gè)功能區(qū):Fe2+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白區(qū)域，Zn2+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白區(qū)域，運(yùn)輸及結(jié)合蛋白、陽離子和攜帶鐵的化合物區(qū)域，二價(jià)重金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白區(qū)域（參與無機(jī)離子轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝）。通過亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)NoZIP蛋白包含信號(hào)肽(sec

4、retory pathway signal peptide，SP)，其合成及轉(zhuǎn)運(yùn)途徑可能類似于分泌蛋白，但最終定位在細(xì)胞膜上，是一種跨膜通道蛋白。通過BLAST分析及進(jìn)化樹構(gòu)建可知NoZIP氨基酸序列與其他物種的ZIP氨基酸序列相似性在77％以上，其中與薺菜的相似性最高，氨基酸相似性高達(dá)92％。
　　本實(shí)驗(yàn)還對(duì)6種不同培養(yǎng)條件下，西洋菜根部和葉部的NoZIP轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行了分析。在根部，鋅離子和鐵離子的缺乏均可以誘導(dǎo)西洋菜根部NoZ