专利名称：甘蔗psⅰ反应中心亚基ⅱ基因及其编码的蛋白质序列的制作方法
技术领域：
本发明属于生物工程技术领域，涉及一种甘蔗PS I反应中心亚基II基因及其编码的蛋白质序列。
背景技术：
光合作用是植物特有属性，通过光合作用合成有机物是地球上生物最重要的物质和能量来源，产生的氧气是维持大气平衡的重要基础。阐明光合作用机理，提高农作物光合作用效率，维持大气平衡，降低温室效应具有重要意义。高等植物有2种光系统光系统I (PS I )和光系统II (PS II )，每一系统均由捕光复合物和反应中心所组成。PS I是整合于光合膜上的有多个蛋白亚基组成的色素蛋白复合物，参与光氧化还原反应和光合电子传递链中，催化电子从囊腔侧的质体兰素(plastocyanin，PC)经过一系列电子传递体到向 基质侧的铁氧还蛋白(ferredoxin, Fd)过程。PS I由PS I核心复合物和捕光色素蛋白复合物LHC I组成。Jensen认为PS I核心复合物至少具有14个亚基(分别为PsaA，PsaAB,……，PsaN)，其编码基因位于细胞核或者叶绿体上，功能各不相同，可作为反应中心蛋白(如PsaA和PsaAB)、结合质蓝素(如PsaF)、参与循环电子传递(PsaE)、与LHCI连接(PsaH)、Fe-S脱辅基蛋白(PsaC)、结合铁氧还蛋白(PsaD)等，其中还有不少未知功能蛋白或者功能有争议的蛋白。PsaG、PsaI, PsaJ,PsaM、PsaK、PsaL等功能未知。拟南芥中PS I核心复合物亚基PsaG、PsaF、PsaJ和PsaK均分别与LHCA1、LHCA4、LHCA2、LHCA3结合。PS I中多肽组分的结构及功能、PS I电子传递反应、天线色素系统中激发能的传递以及激发能到反应中心的陷落是目前对PSI的结构和功能的研究主要方向。光照和温度是影响光合作用的两个重要的因素，通过研究光合器官在不同光照和温度下的响应机制，有助于阐明光合作用的内在机理。PasD在蓝细菌中由139-144个氨基酸残基组成，分子量15. 5kDa，而在高等植物中大约有23个氨基酸残基组成的N端延伸片段，其分子量约18kDa。林文雄应用差异蛋白质技术从水稻中分离出一个PsaD蛋白，发现它可促进PS I反应中心的电子聚合，增强PS I与铁氧化蛋白有效结合。从其3D结构预测，铁、镁、钙离子是该蛋白不可或缺的一部分，而这些离子可以明显促进PS I中电子的传递。本发明甘鹿PS I反应中心亚基II基因(photosystem I reaction centersubunit II)属于psaD基因，所编码的蛋白质属于PsaD蛋白。到目前还没有从甘蔗上克隆到psaD基因，对其功能还不清楚。在本发明基础上，构建psaD基因的真核表达载体，将其转入烟草和甘蔗等，可以对PsaD基因的功能进行分析，有助于进一步揭示psaD基因在PS I的作用，进行农作物品种改良。通过构建原核表达载体，可以分离纯化PsaD蛋白，研究其酶学特性，阐明PsaD蛋白组分的性质。
发明内容
本发明的目的提供一种甘蔗PS I反应中心亚基II基因及其编码的蛋白质序列，为进一步研究甘蔗PS I反应中心亚基II的功能，以及应用甘蔗PS I反应中心亚基II改良农作物品种奠定良好基础。本发明所采取的技术方案如下—种甘鹿PS I反应中心亚基II基因及其编码蛋白质序列，是在对所有植物PS I反应中心亚基II全长序列进行进化分析的基础上，比对同一家族的PS I反应中心亚基II的CDNA序列，并设计扩增PS I反应中心亚基II酶基因的引物。从甘蔗幼嫩叶片提取总RNA，并经反转录，用RT-PCR法扩增PS I反应中心亚基II类酶基因片段。利用3' RACE PCR技术扩增到PS I反应中心亚基II酶基因全长cDNA序列，总长914bp。经VectorNTI软件分析，该序列包含一个完整的读码框，ORF为603bp，编码200个氨基酸，起始密码子(ATG)位于转录起始位点后81bp处，终止密码子(TAG)后还有一段231bp的非编码序列，并带有真核生物典型的PolyA尾巴。本发明所获得的甘蔗PS I反应中心亚基II的3 '端序列，是用以下核苷酸序列为上游引物，与3 ' -Full RACEKit (TAKARA)提供的引物SoGZFl (5，-ggccacgcgtcgactagtac-3')扩增获得。以上所述的甘蔗PS I反应中心亚基II，其特征在于它具有序列表中SEQID NO. I的DNA序列，且它的编码区从第81位核苷酸到683位核苷酸。以下是本发明所获得的甘蔗PS I反应中心亚基II酶的全长cDNA序列
权利要求
1.甘蔗PSI反应中心亚基II基因及其编码的蛋白质序列，其特征在于 a、甘蔗PSI反应中心亚基II基因，它具有SEQ ID NO. I的DNA序列，且它的编码区从第81位核苷酸到683位核苷酸； SEQ ID NO. I甘蔗PS I反应中心亚基II基因的全长cDNA序列是
2.根据权利要求I所述的甘蔗PSI反应中心亚基II基因及其编码蛋白质序列，其特征在于所述的甘蔗PS I反应中心亚基II基因的全长cDNA序列，是用以下核苷酸序列为上游引物与3' -Full RACE Kit(TAKARA)提供的锚定引物扩增获得 a、用于扩增甘蔗PS I反应中心亚基II酶基因全长上游引物为SoGZFl: (5' -ggccacgcgtcgactagtac-3')。
全文摘要
本发明公开了一种甘蔗PSⅠ反应中心亚基Ⅱ基因及其编码的蛋白质序列，在对所有植物PSⅠ反应中心亚基Ⅱ基因全长序列进行进化分析的基础上，以同一家族的PSⅠ反应中心亚基Ⅱ基因序列的保守区设计引物，从甘蔗幼嫩叶片提取总RNA，并经反转录，用常规PCR法扩增，结合3’RACE PCR技术克隆到甘蔗PSⅠ反应中心亚基Ⅱ基因的全长cDNA序列，经VectorNTI软件分析，该基因ORF为603bp，编码200个氨基酸。不仅为研究甘蔗PSⅠ反应中心亚基Ⅱ基因的转录和表达机制，进一步探讨PSⅠ反应中心亚基Ⅱ在PSⅠ作用机理奠定基础，而且通过氨基酸序列可以获得具有生物活性的纯化蛋白，为研究PSⅠ反应中心亚基Ⅱ类酶的生物学功能提供基础，此外，提高转基因等技术，可用于农作物改良。
文档编号C07K14/415GK102876686SQ20121033830
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者王爱勤, 牛俊奇, 何龙飞, 杨丽涛, 李杨瑞 申请人:广西大学