Page 90 - 《广西植物》2025年第7期
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Ｇｕｉｈａｉａ Ｊｕｌ. ２０２５ꎬ ４５(７): １２８２－１２９４
ＤＯＩ: １０.１１９３１/ ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０２４１１０１１
朱博为ꎬ 于佳玄ꎬ 李新国ꎬ 等ꎬ ２０２５. 巴西蕉 ＭａＣＭＯ 和 ＭａＢＡＤＨ 原核表达体系筛选及纯化 [Ｊ]. 广西植物ꎬ ４５(７):
１２８２－１２９４.
ＺＨＵ ＢＷꎬ ＹＵ ＪＸꎬ ＬＩ ＸＧꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２５. Ｐｒｏｋａｒｙｏｔｉｃ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＭａＣＭＯ ａｎｄ ＭａＢＡＤＨ ｆｒｏｍ
Ｂｒａｚｉｌｉａｎ ｂａｎａｎａ [Ｊ]. Ｇｕｉｈａｉａꎬ ４５(７): １２８２－１２９４.
巴西蕉 ＭａＣＭＯ 和 ＭａＢＡＤＨ 原核表达体系筛选及纯化
朱博为 ꎬ 于佳玄 ꎬ 李新国 ꎬ 刘菊华 ２∗
１∗
１
１ꎬ３
( １. 海南大学 热带农林学院ꎬ 海口 ５７０２２８ꎻ ２. 中国热带农业科学院生物技术研究所ꎬ
海口 ５７１１０１ꎻ ３. 河北省农林科学院昌黎果树研究所ꎬ 河北 昌黎 ０６６６００ )
摘 要: 胆碱单加氧酶( ｃｈｏｌｉｎｅ ｍｏｎｏｏｘｙｇｅｎａｓｅꎬＣＭＯ) 和甜菜碱醛脱氢酶( ｂｅｔａｉｎｅ ａｌｄｅｈｙｄｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅꎬ
ＢＡＤＨ)分别是香蕉甘氨酸甜菜碱(ｇｌｙｃｉｎｅ ｂｅｔａｉｎｅꎬＧＢ) 合成过程中的限速酶和关键酶ꎮ 先前研究在不同基
因型香蕉中发现来源于香蕉 Ａ、Ｂ 基因组的 ＣＭＯ 和 ＢＡＤＨ 基因存在显著性结构差异ꎬ可能导致其功能分化ꎮ
为了从蛋白水平解析香蕉 Ａ、Ｂ 基因组 ＣＭＯ 和 ＢＡＤＨ 酶学特性差异ꎬ该研究以巴西蕉( Ｍｕｓａ ａｃｕｍｉｎａｔａ
Ｌ. ＡＡＡ ｇｒｏｕｐꎬ ｃｖ. Ｃａｖｅｎｄｉｓｈ)为材料ꎬ克隆 ＭａＣＭＯ 和 ＭａＢＡＤＨ 编码序列ꎬ通过生物信息学分析其结构特征ꎬ
构建 ｐＥＴ２８ａ￣ＭａＣＭＯ 和 ｐＥＴ２８ａ￣ＭａＢＡＤＨ 原核表达载体ꎬ转化大肠杆菌 ＢＬ２１(ＤＥ３)ꎬ筛选活性蛋白表达最
优条件ꎬ并利用镍亲和层析柱纯化蛋白ꎬ最终确定香蕉 ＣＭＯ 和 ＢＡＤＨ 活性蛋白的诱导与纯化方法ꎮ 结果表
明:(１)ＭａＣＭＯ 具有加氧酶家族典型的 Ｒｉｅｓｋｅ 型 [２Ｆｅ￣２Ｓ]结构域和铁结合位点ꎻＭａＢＡＤＨ 含有高度保守的
醛脱氢酶十肽序列ꎮ (２)ＭａＣＭＯ 蛋白由 ４２５ 个氨基酸组成ꎬ蛋白分子质量 ４７.４８ ｋＤａꎬ二级结构以无规则卷
曲为主ꎬ为亲水性蛋白ꎻＭａＢＡＤＨ 蛋白由 ５０５ 个氨基酸组成ꎬ蛋白分子质量 ５５.１０ ｋＤａꎬ二级结构以 α￣螺旋为
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主ꎬ为亲水性蛋白ꎮ (３) ＢＬ２１( ＤＥ３) 原核表达系统中ꎬ在 ２８ ℃ 、１８ ｈ、ＩＰＴＧ 浓度 ０.５ ｍｍｏｌＬ 条件下ꎬ
ＭａＣＭＯ 在包涵体中大量表达非活性蛋白ꎻＭａＢＡＤＨ 活性蛋白在 ３７ ℃ 、１２ ｈ、ＩＰＴＧ 浓度 ０.１ ｍｍｏｌＬ 时表达
￣１
量最大ꎬ可通过亲和层析法纯化ꎮ 综上认为ꎬ在 ＢＬ２１( ＤＥ３) 原核表达系统中ꎬＭａＣＭＯ 表达非活性蛋白ꎬ
ＭａＢＡＤＨ 表达活性蛋白ꎮ 该研究结果为解析香蕉 Ａ、Ｂ 基因组 ＣＭＯ 和 ＢＡＤＨ 的功能差异提供了蛋白水平的
理论依据ꎬ并为同源基因的功能分化研究提供了技术参考ꎮ
关键词: 巴西蕉ꎬ 胆碱单加氧酶ꎬ 甜菜碱醛脱氢酶ꎬ 同源克隆ꎬ 原核表达
中图分类号: Ｑ９４３ 文献标识码: Ａ 文章编号: １０００￣３１４２(２０２５)０７￣１２８２￣１３
Ｐｒｏｋａｒｙｏｔｉｃ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ａｎｄ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆ ＭａＣＭＯ ａｎｄ ＭａＢＡＤＨ ｆｒｏｍ Ｂｒａｚｉｌｉａｎ ｂａｎａｎａ
１ꎬ ３ １ １∗ ２∗
ＺＨＵ Ｂｏｗｅｉ ꎬ ＹＵ Ｊｉａｘｕａｎ ꎬ ＬＩ Ｘｉｎｇｕｏ ꎬ ＬＩＵ Ｊｕｈｕａ
收稿日期: ２０２５－０１－２８ 接受日期: ２０２５－０４－１５
基金项目: 国家自然科学基金 (３２１６０６７９)ꎮ
第一作者: 朱博为(１９９９—)ꎬ硕士ꎬ研究方向为果树分子生物学ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)１２９８６６０１３４＠ ｑｑ.ｃｏｍꎮ
通信作者: 李新国ꎬ博士ꎬ教授ꎬ研究方向为果树种质资源与栽培ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｌｉｘｉｎｇｕｏ＠ １６３.ｃｏｍꎻ 刘菊华ꎬ博士ꎬ研究员ꎬ研究方向为
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热带园艺植物分子遗传学ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｌｉｕｊｕｈｕａ＠ ｉｔｂｂ.ｏｒｇ.ｃｎꎮ
