玉米5-甲酰四氢叶酸环化连接酶基因的克隆及功能分析

作     者：陈茂然 梁秋菊 张春义 CHEN Maoran;LIANG Qiuju;ZHANG Chunyi

作者机构：中国农业科学院生物技术研究所北京100081 

出 版 物：《中国农业科技导报》 (Journal of Agricultural Science and Technology)

年 卷 期：2018年第20卷第6期

页      面：11-18页

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家转基因生物新品种培育重大专项(2016ZX08003-002)资助 

主　　题：叶酸 叶酸代谢 5-甲酰四氢叶酸环化连接酶 

摘      要：叶酸属于维生素B族(B9),包括四氢叶酸及其多种衍生物。叶酸作为一碳代谢的辅因子,参与生物体内的多种代谢活动。5-甲酰四氢叶酸环化连接酶(5FCL)催化贮存形式的叶酸衍生物5-甲酰四氢叶酸(5-CHO-THF)向代谢活跃的叶酸衍生物转化。对玉米5-甲酰四氢叶酸环化连接酶(Zm5FCL)进行基因克隆和功能分析,发现Zm5FCL蛋白包含保守的5-formyltetrahydrofolate cyclo-ligase superfamily结构域。通过将该蛋白在大肠杆菌中进行异源表达、纯化及体外酶活性分析,表明Zm5FCL能够催化5-CHO-THF向5,10-次甲基四氢叶酸(5,10-CH=THF)转化。进一步在拟南芥5fcl突变体中进行Zm5FCL过表达分析表明,Zm5FCL能够代谢突变体中的5-CHO-THF向5,10-CH=THF和5-甲基四氢叶酸(5-CH_3-THF)的转化。上述结果表明Zm5FCL在叶酸代谢中执行保守的生物学功能,推测其在玉米叶酸代谢中发挥着重要作用。