海带PEPC功能区的原核重组表达及功能鉴定

作     者：秦天明 金迷娜 方佩佩 毕燕会 周志刚 

作者机构：上海海洋大学水产遗传资源开发利用教育部重点实验室 上海海洋大学国家海洋生物科学国际联合研究中心 

出 版 物：《水产学报》 (Journal of Fisheries of China)

年 卷 期：2022年

核心收录：

学科分类：0908[农学-水产] 09[农学] 

基　　金：国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”专项（2018YFD0901500） 国家“双一流”水产学科 

主　　题：海带 配子体 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 原核表达 酶活性测定 

摘      要：与其他大型海藻一样，海带同样具备无机碳浓缩机制（CCM），以实现高光合作用效率和生产力。胞质磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase， PEPC）被认为是海带CCM的重要组件，但目前尚没有关于海带胞质PEPC相关研究报道。本研究自海带配子体全长转录组数据库中筛选到一条可能位于细胞质的PEPC的编码基因的cDNA全长序列。通过RT-PCR方法验证，获得SjPEPC基因的cDNA全长，为3 503 bp，包含2 850 bp的完整开放阅读框，50 bp的5’-UTR和603 bp的3’-UTR。SjPEPC编码一个含949个氨基酸残基的蛋白，相对分子质量为104.91 ku，等电点为7.31。多序列比对显示PEPC的功能位点在不同物种中高度保守，系统演化及序列结构分析表明SjPEPC属于细菌型的PEPC。选取编码SjPEPC功能区的核苷酸序列，利用同源重组技术构建了pET32a-SjPEPC原核表达载体，经过诱导和纯化，得到了分子量大小为86.3 ku的重组蛋白（rSjPEPC），酶活性测定结果显示，rSjPEPC具有催化PEP发生羧化的活性，比活力为（9.37±0.46）U/mg prot。研究结果为揭示PEPC在海带无机碳储存中的功能及进一步解析海带CCM提供了分子和生物化学证据。