×

进化分析和结构表征中华水母沉香形成中倍半萜合酶的计算研究。 (英语) Zbl 1406.92382号

小结:原产于中华水母含有倍半萜类化合物,在医药和香料行业具有巨大的商业价值。紫草s倍半萜合成酶(AsSTS)是沉香生物合成途径中的关键酶,其活性直接影响沉香的化学成分;然而,它在物种进化中的作用尚不清楚。在本研究中,我们基于68个植物倍半萜合成酶(STS)基因进行了进化分析,并对编码AsSTS的基因进行了进一步的结构表征,以探索其分子进化。系统发育树表明,这些STS基因包括三个亚科。此外,检测到23个阳性选择位点,未发现重组的影响。此外,通过一级序列和结构分析,AsSTS的蛋白质结构被表征为具有一个功能活性位点盖结构域、一个底物结合位点、两个翻译后修饰位点和四个保守基序。最后,正选择位点的大多数虚拟突变可以通过降低自由能来稳定抗热变性,并且三个虚拟突变(D403R、G470Q和S538K)在AsSTS的功能和稳定性中起着重要作用。植物STS的分子进化分析为进一步实验性定点突变和AsSTS分子修饰提供了重要线索。

MSC公司:

92C80型 植物生物学
92D10型 遗传学和表观遗传学
92D15型 与进化有关的问题
92C40型 生物化学、分子生物学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Alam,P。;基兰,美国。;艾哈迈德,M.M。;卡马鲁丁;Khan,M.A。;Jhanwar,S。;Abdin,M.,从青蒿中分离、表征和结构研究紫穗槐-4,11-二烯合酶(ADS(3963)),生物信息,421-429(2010)
[2] Anisimova,M。;Bielawski,J.P。;Yang,Z.,检测适应性分子进化的似然比检验的准确性和威力,分子生物学。演变。,18, 1585-1592 (2001)
[3] Arimura,G。;Garms,S。;马菲,M。;博西,S。;舒尔茨,B。;莱特纳,M。;Mithofer,A。;Boland,W.,《截形苜蓿中食草动物诱导的萜类化合物排放:茉莉酸、乙烯和钙信号的协同作用》,植物杂志,227453-464(2008)
[4] Bielawski,J.P。;Yang,Z.,检测基因复制后自适应进化的最大似然方法,J.Struct。功能。基因组。,201-212年3月(2003年)
[5] DePristo,医学硕士。;Weinreich,D.M。;Hartl,D.L.,《序列空间中的误读:蛋白质进化的生物物理观点》,《自然评论遗传学》。,6, 678-687 (2005)
[6] Edgar,R.C.,肌肉:高精度和高通量的多序列比对,核酸研究,321792-1797(2004)
[7] Fao,R.,粮农组织特设专家咨询小组关于修订《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录一和附录二提案的评估报告,罗马,748,13-16(2004)
[8] Gillies,R.J。;Verduzco,D。;Gatenby,R.A.,《致癌的进化动力学和为什么靶向治疗无效》,《国家癌症评论》,第12期,第487-493页(2012年)
[9] 2016年被子植物系统学组。开花植物目和科被子植物系统发育类群分类的更新:APG IV.Bot.J.Linn。Soc.181,1-20doi:10.1111/boj.12385;2016年被子植物系统学组。开花植物目和科被子植物系统发育类群分类的更新:APG IV.Bot.J.Linn。Soc.181,1-20doi:10.1111/boj.12385
[10] Guex,N。;Peitsch,M.C.,《SWISS-MODEL和SWISS-PdbViewer:比较蛋白质建模的环境》,电泳,18,2714-2723(1997)
[11] Guex,N。;佩奇,M.C。;Schwede,T.,《使用SWISS-MODEL和SWISS-PdbViewer:历史视角的自动比较蛋白质结构建模》,电泳,30,Suppl 1,S162-S173(2009)
[12] Guindon,S。;罗德里戈,A.G。;Dyer,K.A。;Huelsenbeck,J.P.,《沿着谱系的选择模式的特定地点变异建模》,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,10112957-12962(2004)
[13] 赫尔加森,A。;Palsson,S。;Thorleifsson,G。;格兰特,S.F。;埃米尔森,V。;Gunnarsdottir,S。;阿德耶莫,A。;陈,Y。;陈,G。;Reynisdottir,我。;Benediktsson,R。;海因尼,A。;Hansen,T。;安徒生,G。;Borch-Johnsen,K。;Jorgensen,T。;Schafer,H。;法鲁克,M。;Doumatey,A。;周,J。;Wilensky,R.L。;Reilly,M.P。;雷德·D·J。;Bagger,Y。;克里斯蒂安森,C。;Sigurdsson,G。;希伯兰,J。;佩德森,O。;托尔斯坦斯多蒂尔,美国。;Gulcher,J.R。;A.孔。;Rotimi,C。;Stefansson,K.,《精炼TCF7L2基因变体对2型糖尿病和适应性进化的影响》,《自然遗传学》。,39, 218-225 (2007)
[14] 黄,Y。;王,X。;Ge,S。;Rao,G.Y.,植物赤霉素氧化酶基因的多样性和适应性进化,BMC进化。生物学,15207(2015)
[15] 加藤,S。;凯悦酒店。;Croteau,R.,通过结构域交换和定向突变改变大冷杉(-)-柠檬烯合成酶和(-)-limonene/(-)-al-pinene合成酶的产物,Arch。生物化学。生物物理学。,425, 65-76 (2004)
[16] Kim,Y.S。;Cho,J.H。;帕克,S。;Han,J.Y。;背面,K。;Choi,Y.E.,由角鲨烯合成酶过度表达和茉莉酸甲酯诱导驱动的柴胡三萜生物合成途径中的基因调控模式,植物,233343-355(2011)
[17] 兰卡斯特,C。;Espinoza,E.,《使用实时飞行时间质谱直接分析法评估沉香木产品中的2-(2-苯乙基)色酮》,《快速通讯》。质谱学。,26, 2649-2656 (2012)
[18] Li,J.X。;方,X。;赵(Q.Zhao)。;阮,J.X。;杨春秋。;王立杰。;米勒·D·J。;Faraldos,J.A。;Allemann,R.K。;Chen,X.Y。;张平,黄花蒿倍半萜合成酶可塑性残基的合理工程:产品特异性和催化效率,生物化学。J.,451,417-426(2013)
[19] 李伟(Li,W.)。;廖,G。;Dong,W.H。;F.D.孔。;王,P。;Wang,H。;梅,W.L。;Dai,H.F.,人工打孔诱导的中国沉香倍半萜类化合物,分子,21,274(2016)
[20] 李毅。;Sheng,N。;王,L。;李,S。;陈,J。;Lai,X.,野生和栽培沉香中2-(2-苯乙基)色酮的UPLC-ESI-QTOF-MS分析和多元统计方法,国际分子科学杂志。,17, 711 (2016)
[21] 林贝克,J.M。;O'Bryan,C.A。;马丁·E·M。;亚当斯,J.P。;Crandall,P.G.,《甜口香糖:具有现代功效的有益化合物的古老来源》,《药理学》。修订版,9,1-11(2015)
[22] 刘,Y。;陈,H。;Yang,Y。;张,Z。;魏杰。;孟,H。;Chen,W。;冯,J。;甘,B。;陈,X。;高,Z。;黄,J。;陈,B。;Chen,H.,《整树沉香诱导技术:一种高效的新技术,用于在栽培的白木香树中生产优质沉香》,Molecules,18,3086-3106(2013)
[23] Manson,M.M.,《癌症预防——饮食调节分子信号的潜力》,《分子医学趋势》,第9期,第11-18页(2003年)
[24] Martin博士。;B.穆雷尔。;戈登,M。;Khoosal,A。;Muhire,B.,RDP4:病毒基因组重组模式的检测和分析,病毒进化。,1,vev003(2015)
[25] 马索,M。;Vaisman,II,基于多体统计潜力的酶突变活性准确预测,生物信息学,233155-3161(2007)
[26] 梅,W.L。;Yang,D.L。;Wang,H。;Yang,J.L。;Zeng,Y.B。;郭振康。;Dong,W.H。;李伟(Li,W.)。;Dai,H.F.,用GC-MS表征和测定沉香中的2-(2-苯乙基)色酮,分子,18,12324-12345(2013)
[27] Muangphrom,P。;Seki,H。;铃木,M。;小森,A。;西瓦基,M。;Mikawa,R。;福岛,E.O。;Muranaka,T.,非青蒿素产生物种中Amorpha-4,11-Diene合成酶(ADS)同系物的功能分析:新Koidzumiol和(+)-α-双醇合成酶的发现,植物细胞生理。,57, 1678-1688 (2016)
[28] 尼尔森,R。;Yang,Z.,检测阳性选择氨基酸位点的似然模型及其在HIV-1包膜基因中的应用,遗传学,148929-936(1998)
[29] 佩松,G.A.,《琼脂:一棵受伤树的生命》,IIAS Newslett。,45, 24-25 (2007)
[30] Posada,D.,《使用MODELTEST和PAUP*选择核苷酸替代模型》,《Curr Protoc生物信息学》第6章第6.5单元。(2003)
[31] 波萨达·D·。;Crandall,K.A.,MODELTEST:测试DNA替代模型,生物信息学,14817-818(1998)
[32] 伦奎斯特,F。;Huelsenbeck,J.P.,MrBayes 3:混合模型下的贝叶斯系统发育推断,生物信息学,19572-1574(2003)
[33] Rost,B。;Yachdav,G。;Liu,J.,预测蛋白质服务器,核酸研究,32,W321-W326(2004)
[34] Sen,S。;Dehingia,M。;北卡罗来纳州塔卢克达尔。;Khan,M.,化学计量分析揭示了沉香(Aquilaria malacensis)和真菌相互作用过程中芳香生物分子形成的联系,Sci。代表,744406(2017)
[35] Shriner,D。;Nickle,D.C。;Jensen,医学硕士。;Mullins,J.I.,重组对检测阳性自然选择的位点方法的潜在影响,遗传学。决议,81,115-121(2003)
[36] Simmons,A.D。;Nguyen,T.K。;福利斯,J.L。;Ribes-Zamora,A.,《利用PyMOL活性加强大学生遗传学实验室中基因型和表型之间的联系》,《公共科学图书馆·综合》,第9期,文章e114257页,(2014年)
[37] 斯塔克斯,C.M。;背面,K。;查佩尔,J。;Noel,J.P.,烟草5-epi-aristolochene合成酶合成环状萜烯的结构基础,科学,2771815-1820(1997)
[38] Suyama,M。;托伦斯,D。;Bork,P.,PAL2NAL:蛋白质序列比对到相应密码子比对的稳健转换,《核酸研究》,34,W609-W612(2006)
[39] Tamura,K。;达德利,J。;内,M。;Kumar,S.,MEGA4:分子进化遗传学分析(MEGA)软件版本4.0,分子生物学。演变。,24, 1596-1599 (2007)
[40] Tokuriki,N。;严格,F。;塞拉诺,L。;Tawfik,D.S.,《蛋白质稳定性和新功能如何权衡》,《公共科学图书馆·计算》。生物学,4,文章e1000002 pp.(2008)
[41] Wang,H.N。;Dong,W.H。;黄,S.Z。;李伟(Li,W.)。;F.D.孔。;Wang,H。;Wang,J。;梅,W.L。;Dai,H.F.,《粗糙阿奎拉沉香中的三种新倍半萜》,Fitoterapia,114,7-11(2016)
[42] 惠兰,S。;Goldman,N.,用于比较系统发育学中序列进化模型的统计分布,分子生物学。演变。,16, 1292-1299 (1999)
[43] Whittington,D.A。;怀斯,M.L。;Urbansky,M。;科茨,R.M。;克罗托,R.B。;Christianson,D.W.,《龙脑基二磷酸合成酶:萜类环化酶碳正离子操纵的结构和策略》,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,9915375-15380(2002)
[44] Wiart,C.,Goniothalamus物种:治疗癌症和细菌感染的药物来源?,伊维德。基于补体交替。医学,4299-311(2007)
[45] 威廉姆斯,D.C。;McGarvey,D.J。;E.J.卡塔希拉。;Croteau,R.,柠檬烯合成酶前蛋白的截短提供了这种单萜烯环化酶的完全活性“假成熟”形式,并揭示了氨基末端精氨酸对的功能,《生物化学》,3712213-12220(1998)
[46] Wilson,C.H。;阿里,E.S。;斯克林乔尔,N。;马丁·A.M。;Hua,J。;塔利斯,G.A。;Rychkov,G.Y。;Barritt,G.J.,Steatosis通过蛋白激酶C依赖机制Biochem抑制肝细胞储存操作的Ca(2)(+)进入并降低ER Ca(2+)。J.,466379-390(2015)
[47] Wong,W.S。;杨,Z。;高盛,N。;Nielsen,R.,检测蛋白质编码序列中适应性进化和识别阳性选择位点的统计方法的准确性和威力,遗传学,1681041-1051(2004)
[48] 伍德盖特,J.R。;Gould,K.L。;Hunter,T.,蛋白质激酶C的底物特异性。将与生理位点相对应的合成肽用作底物识别要求的探针,《欧洲生物化学杂志》。,161, 177-184 (1986)
[49] Xia,X.,DAMBE5:分子生物学和进化数据分析的综合软件包,分子生物学。演变。,30, 1720-1728 (2013)
[50] 夏,X。;谢,Z。;萨利米,M。;Chen,L。;王毅,替代饱和度指数及其应用,分子系统学。演变。,26, 1-7 (2003)
[51] Xin,H.E。;Wei,Y.E。;高,X.X。;Lei,W。;Zhang,W.M。;Pharmacy,D.O.,中国水飞蓟倍半萜合成酶基因As-Ses TPS1的克隆、生物信息学和表达分析。特拉迪特。草药,46,733-739(2015)
[52] Yang,D.L。;Wang,H。;郭振康。;Dong,W.H。;梅,W.L。;Dai,H.F.,中国沉香“Qi-Nan”中一种新的2-(2-苯乙基)色酮衍生物,《亚洲自然生产研究杂志》,16,770-776(2014)
[53] Yang,Y。;梅,W.L。;F.D.孔。;陈洪秋。;李伟(Li,W.)。;陈,Z.B。;Dai,H.F.,四种新的沉香双-2-(2-苯乙基)色酮衍生物,白花蛇舌草,Fitterapia,119,20-25(2017)
[54] Yang,Z.,PAML:通过最大似然进行系统发育分析的程序包,Comput。申请。Biosci.公司。,13, 555-556 (1997)
[55] Yang,Z.,从多物种比对中推断选择,当前。操作。遗传学。Dev.,12688-694(2002)
[56] 杨,Z。;Wong,W.S。;Nielsen,R.,正选择下氨基酸位点的贝叶斯经验贝叶斯推断,分子生物学。演变。,22, 1107-1118 (2005)
[57] Yoon,S.J。;Sukweenadhi,J。;Khorolragchaa,A。;马蒂亚拉甘,R。;Subramaniyam,S。;Kim,Y.J。;Kim,H.B。;Kim,M.J。;Kim,Y.J。;Yang,D.C.,人参倍半萜合成酶基因的过度表达赋予了对丁香假单胞菌pv的耐受性。拟南芥番茄,生理。分子生物学。植物,22485-495(2016)
[58] Yoshikuni。;Ferrin,T.E。;Keasling,J.D.,《酶功能的设计差异进化》,《自然》,4401078-1082(2006)
[59] Yoshikuni。;马丁·V·J。;费林,T.E。;Keasling,J.D.,工程棉(+)-δ-卡丁烯合成酶的功能改变:germacreneD类-4-醇合酶,化学。生物学,13,91-98(2006)
[60] 张杰。;尼尔森,R。;Yang,Z.,在分子水平上检测阳性选择的改进分支似然法评估,分子生物学。演变。,22, 2472-2479 (2005)
[61] Zhen-Qiu,L.I。;Gao,R.P。;Cheng,L.B。;Liu,X.H。;Zhu,H.J.,一个单一的氨基酸突变R262K将amorpha-4,11-二烯合酶转换为(3R)-(E)-橙花内酯合酶,河北农业出版社。大学,38,12-18(2015)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。