地黄己糖激酶RgHXK2基因的电子克隆及生物信息学分析

摘要

己糖激酶(HXK)的主要功能是在糖酵解途径中催化己糖磷酸化,是植物体内调控呼吸代谢的关键酶之一。主要催化己糖磷酸化进入糖酵解途径,可在植物体的生长发育过程中为其提供大量的能量。己糖激酶属于hexokinase-2超家族,在植物生命活动中发挥着重要的作用。为了解地黄(Rehmannia glutinosa)己糖激酶基因RgHXK2在磷酸化过程中起到的作用,该研究基于转录组测序获得的地黄己糖激酶基因ORF的部分保守序列和地黄的SRA数据库,在NCBI中进行电子克隆获得地黄RgHXK2全长cDNA序列;采用在线网上工具ProtParam、TMHMM、SOPMA、SMART、MEME、Clustal Omega以及Jalview、MegaX等软件对其进行生物信息学分析,结果显示,地黄RgHXK2基因全长1 462 bp,包含1 194 bp的开放阅读框,编码一个含有397个氨基酸、相对分子质量为43.75 kD、等电点为6.34的蛋白质。在线软件预测该蛋白含有Hexokinase-1和Hexokinase-2保守结构域,无信号肽与跨膜结构,为亲水性非分泌蛋白,主要分布于线粒体和叶绿体中,参与碳水化合物代谢、细胞葡萄糖的动态平衡以及糖酵解等三个生物反应过程。系统进化分析表明,地黄与木犀榄(Olea europaea)、一串红(Salvia splendens)、黄色猴面花(Erythranthe guttata)、紫花风铃木(Handroanthus impetiginosus)及松蒿(Phtheirospermum japonicum)、独脚金(Striga asiatica)聚为一支,其中与木犀榄HXK1蛋白的同源性最高,为90.05%。本研究为进一步揭示RgHXK2基因在地黄己糖磷酸化途径中的功能奠定基础。