廣西中醫藥大學藍婷婷、趙兵菲、吳傳梅、梁潘、楊楚楚、譚小姚、汝梅等組成的研究團隊,在專業期刊《中藥材》2024 年第 03 期上發表了題為《夏枯草 PvHPPD 基因的克隆及原核表達》的研究論文。該研究由廣西科技基地和人才專項(桂科 AD19245087)、2021 年及 2023 年大學生創新創業訓練計劃項目(202110600036、S202310600141)共同資助完成。
夏枯草作為常用中藥材,其藥用價值備受關注。此次研究旨在克隆分析夏枯草中對羥基苯丙酮酸雙氧化酶基因 PvHPPD,并對其編碼蛋白進行原核表達與純化,為深入探索對羥基苯丙酮酸雙氧化酶的生物學作用筑牢根基。
研究團隊基于夏枯草轉錄組數據庫,借助同源比對和電子克隆技術,成功獲取 PvHPPD cDNA 序列。通過精心設計引物,對 PvHPPD cDNA 進行擴增,并開展生物信息學分析。隨后,將 PvHPPD cDNA 序列連接至 pMAL - c5x 載體,融合麥芽糖標簽后,轉化至 BL21 (DE3) 表達菌中。經 IPTG 誘導,實現了蛋白表達并完成純化工作。
研究結果顯示,PvHPPD 的 cDNA 序列長度為 1850bp,其中 ORF 序列長 1452bp,編碼 483 個氨基酸,編碼蛋白為親水性非跨膜蛋白。多序列比對分析表明,該基因具備 HPPD 蛋白特有的保守結構域,保守區域大多集中于 C 端,N 端則變化較多。系統進化分析指出,PvHPPD 基因表達蛋白與唇形科植物聚為一組,且與虎尾紫蘇的同源性高達 85%。體外蛋白表達實驗發現,該蛋白在上清液和沉淀(包涵體)中均有表達,且沉淀中的表達量更為突出。
該研究成功獲得 PvHPPD 基因,清晰掌握了該基因編碼蛋白的生物信息學特征及體外表達體系。這些成果為后續深入研究 PvHPPD 基因,及其在迷迭香酸生物合成途徑中的功能和調控機制,提供了有力支撐。此研究不僅有助于推動夏枯草藥用價值的深度挖掘,也為中藥材相關研究提供了新的思路與方法,在中醫藥領域具有重要的科學意義和潛在應用價值。
據悉,該論文在網絡平臺上閱讀次數達 23 次,下載次數高達 280 次(網刊及 cnki 下載次數總和),論文刊載于《中藥材》第 581 - 586 頁。廣西中醫藥大學中藥資源研究團隊長期致力于中藥材相關研究,此次夏枯草基因研究成果是團隊在該領域的又一重要進展。此前,團隊在肉桂、八角等 “桂十味” 及區域特色道地藥材的品質形成與調控機制等方面已開展諸多研究,并取得一系列成果,為推動中醫藥產業發展貢獻了積極力量 。
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