小麦COX Ⅶa基因克隆及其蛋白序列分析

为研究小麦(Triticum aestivum.L)细胞色素C氧化酶复合蛋白结构与功能关系，本研究采用电子克隆和RT-PCR技术克隆了一个小麦细胞色素C氧化酶7a亚基(COXⅦa)基因的cDNA序列，并以生物信息学方法对其翻译的蛋白质及相应垂直同源蛋白质序列进行了比较和鉴定，模建了其三级结构，分析了其与被子植物中同源蛋白质之间的进化关系。结果表明，小麦COXⅦa基因的cDNA序列长494 bp，包含一个210 bp长的开放阅读框，编码69个氨基酸组成的多肽。亚细胞定位预测结果表明，该蛋白与其垂直同源蛋白均定位于线粒体中。在小麦COXⅦa蛋白序列中，36～58 aa形成一个跨膜螺旋区，且1～35 AA(N端)位于膜外，59～69 AA(C端)位于线粒体内部；模建的三级结构主要由2段α螺旋结构组成，属于全α型蛋白，与其二级结构预测结果一致。基因表达分析表明该基因在叶鞘中不表达，而在其他组织中均不同程度的表达；在花、花冠和花序组织中具有较高的表达量。进化分析表明，小麦COXⅦa蛋白与乌拉尔图小麦(Triticum urartu)、大麦、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)和玉米等单子叶植物进化距离较近，与油菜、玉山筷子芥(Arabidopsis lyrata subsp. Lyrata)、大豆、杨树、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)等双子叶植物的进化距离较远，COXⅦa在这些被子植物中具有较强的保守性。本研究为揭示小麦COX蛋白复合物的结构和功能提供了理论依据。