4-香豆酸:辅酶A连接酶(4-coumarate:coenzyme A ligase,4CL)是调控植物苯丙烷代谢途径的关键限速酶,催化羟基肉桂酸转化为辅酶A硫酯,为木质素、香豆素和黄酮类等次生代谢产物的合成提供前体。该研究探究白芷Ad4CL1的酶学特性及表达特性...4-香豆酸:辅酶A连接酶(4-coumarate:coenzyme A ligase,4CL)是调控植物苯丙烷代谢途径的关键限速酶,催化羟基肉桂酸转化为辅酶A硫酯,为木质素、香豆素和黄酮类等次生代谢产物的合成提供前体。该研究探究白芷Ad4CL1的酶学特性及表达特性,为解析香豆素合成的分子机制及抗逆育种提供靶点。以伞形科药用植物白芷Angelica dahurica var.formosana栽培品种“川芷2号”为试验材料,克隆获得Ad4CL1基因(cDNA全长1632 bp),其编码534个氨基酸。生物信息学分析表明,Ad4CL1蛋白相对分子质量约为59.55 kDa,等电点(pI)为5.54,具有无规则卷曲50.28%、α-螺旋30.02%、延伸链19.71%,不含跨膜结构域和信号肽。系统进化分析显示该蛋白与当归4CL亲缘关系最近。利用原核表达系统成功诱导获得可溶性Ad4CL1蛋白,酶动力学分析证实Ad4CL1酶可催化对香豆酸和咖啡酸生成相应的辅酶A硫酯。以对香豆酸和咖啡酸为催化底物时,Ad4CL1蛋白适宜催化pH均为7.0,适宜催化温度分别为45、40℃,对香豆酸的亲和力显著高于咖啡酸。qRT-PCR结果表明,Ad4CL1基因在白芷根部的表达量显著高于叶片(2.94倍,P<0.0001),且其表达受非生物胁迫动态调控。淹水与遮光显著抑制表达,盐胁迫后期促进基因上调,干旱则先抑制表达后期促进上调。该研究首次成功鉴定了白芷Ad4CL1基因,其具有底物特异性催化活性,表达受组织发育和非生物胁迫动态调控。展开更多
