马铃薯α-淀粉酶基因的克隆及生物信息学分析

利用RT-PCR 方法从马铃薯(Solanum tuberosum)茎段总RNA 中扩增、克隆amyA1 基因(NCBI 登录号GQ406048.1)。采用半定量RT-PCR 方法检测amyA1 基因在马铃薯茎、叶等不同组织中的表达强度,表明在茎组织中的表达丰度略高。利用生物信息学软件分析amyA1 密码子的偏好性;同时对AmyA1 氨基酸的理化性质、细胞内定位、保守结构及高级结构进行预测。基于NCBI 数据库中有物种代表性的29 种α - 淀粉酶基因序列构建了基因进化树。amyA1 基因全长1224bp,可编码一条理论分子质量为46.40kD、407 个氨基酸残基组成的、可能为亲水性的胞外酶。与NCBI已登记的马铃薯α - 淀粉酶基因(登录号M79328.1)核苷酸及氨基酸序列同源性达98%。第20～348 位点范围内的氨基酸残基含有与淀粉酶13 家族及亚家族相似的催化活性域(PF00128、SM00624),第349～407位点范围内的氨基酸残基含有α - 淀粉酶C- 末端β折叠区域(PF07821)。蛋白质结构预测表明氨基酸残基序列有维持淀粉酶活性的(β /α) 8 桶状结构以及其他几个功能域结构。所构建的基因进化树表明,两个马铃薯α - 淀粉酶基因与木薯、苹果的序列同源性较高,与菜豆的次之,与水稻、大麦、玉米等单子叶植物的序列同源性较低。