昆明植物所枯草杆菌蛋白酶类基因家族进化研究获进展

枯草杆菌蛋白酶（subtilase）是一类丝氨酸蛋白酶，广泛存在于古细菌、细菌与真核生物中。这类蛋白酶在结构上具有典型的 Asp/Ser/His 催化结构域，具有广泛的生理学功能，包括从非特异性的降解蛋白功能，（比如降解地衣芽孢杆菌中的丝氨酸蛋白），到特异性的参与多肽类激素的形成，（比如特异性降解某些多肽前体转变成有活性的多肽类激素）。同时它也参与降解前体蛋白（proprotein），使其形成有活性的成熟蛋白。在植物中，subtilase 基因家族也是一类很大的家族，例如在拟南芥中有56个成员，在水稻中有63个成员，并且都存在着明显的基因扩张进化（gene expansion）。植物 subtilase 不仅参与叶片气孔形成、种子发育与细胞壁形成以及植物多肽类因子的合成，也参与植物生物与非生物胁迫反应。目前，subtilase 酶已广泛应用在皮革、毛皮、丝绸、医药、食品、酿造等方面，但是因为这类蛋白酶结构多样，且功能复杂，它的生物学功能及其基因家族的进化研究尚没有太多报道。

中国科学院昆明植物研究所胡向阳研究组与黄锦岭研究组，联合江苏大学曹军博士，在葡萄（Vitis vinifera）中开展 subtilase 基因家族的功能进化方面的研究, 研究人员从葡萄中鉴定出80个枯草杆菌蛋白酶基因家族基因，系统学分析可将这些基因明显分成两个分枝，进一步细分为八组。subtilase 家族基因在染色体上呈现非随机的串联重复方式分布，暗示基因重复在 subtilase 家族基因进化中的重要作用，分析表明纯化选择(purifying selection)可能是这些基因进化的主要驱动力。同时研究分析了 subtilase 家族基因在不同逆境胁迫下的表达情况，结果表明 subtilase 家族基因参与响应多种逆境胁迫过程，及其家族基因功能的多样性。上述结果有利于进一步了解 subtilase 家族基因的适应性进化。

该研究结果以Genome-wide and molecular evolution analysis of the subtilase gene family in Vitis vinifera 为题在线发表在 BMC Genomics，研究项目得到云南省中青年学术技术带头人后备人才项目（NO.2012HB014）与国家自然科学基金委海外及港澳学者合作研究基金(31328003)资助。