%A 唐映红, 刘芳, 陈建荣, 毛凯权, 李辉, 万海清 %T 苎麻CCRs基因家族3类成员的生化特性与表达差异 %0 Journal Article %D 2022 %J 作物学报 %R 10.3724/SP.J.1006.2022.14148 %P 2546-2559 %V 48 %N 10 %U {https://zwxb.chinacrops.org/CN/abstract/article_7452.shtml} %8 2022-10-12 %X

肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)是木质素生物合成的关键酶, 在植物中多以基因家族形式存在。本研究通过苎麻转录组信息, 筛选并克隆了4个苎麻CCR基因家族成员(BnCCRBnCCR-1BnCCR-2BnCCR-3)。序列分析结果发现4个BnCCRs可以分为3类, BnCCR属于bona fide CCR类群, BnCCR-1为CCR类似蛋白, 而BnCCR-2BnCCR-3序列在NADPH结合功能域、催化三联体以及CCR底物结合位点上均与bona fide CCR都有差异, 形成了苎麻中一个新的CCR类群。跨膜结构分析显示, BnCCR含有1个跨膜螺旋区, 其他3个BnCCRse无跨膜螺旋区。结构分析显示, 4个BnCCRs的二级和三级结构存在差异, BnCCR-2同源建模模板不同于其他3个BnCCRs。时空表达谱分析发现, BnCCR在快速生长期的木质部具有较高表达水平, 而BnCCR-2在快速生长期的韧皮部具有非常高的表达水平。体外酶活测定进一步研究发现, BnCCR具有典型的bona fide CCR催化活性和底物适应性, 而BnCCR-2的表现不同于典型CCR的底物适应性, 对肉桂酰CoA和芥子酰CoA表现出结合特异性。因此, 苎麻中BnCCR参与木质素的生物合成, 而BnCCR-2是具有不同于典型CCR结构、组织表达和体外生化功能的一个新类群, BnCCR-2可能不参与或并不仅仅参与木质素的生物合成, 这为研究CCR蛋白家族的进化提供了新的参考。