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目的:克隆刺五加(Eleutherococcus senticosus)内生真菌青霉(Penicillium minioluteum)的鲨烯合酶基因(Squalene synthase, SS)。构建鲨烯合酶基因原核表达载体,并进行原核表达。利用红色荧光蛋白,对鲨烯合酶进行定位。分析 SS密码子的使用方式及其影响因素。 方法:经过 PCR扩增 PmSS的保守序列,5’RACE扩增5’端未知序列。经过拼接获得PmSS的全长基因序列,并构建PmSS基因克隆质粒。经过双酶切PmSS和原核表达质粒pET-30a(+),连接后,克隆质粒经过双酶切并回收后,将目的片段连接于表达载体后,转化原核表达宿主 BL21(DE3)。在不同条件下诱导表达,筛选适宜的表达条件,在20℃~37℃的不同的温度和0.2mmol/L~1.2 mmol/L的不同的IPTG诱导浓度对 SS蛋白进行诱导表达,表达产物经蛋白提取试剂盒提取后进行SDS-PAGE分析蛋白表达情况。PmSS基因克隆质粒通过双酶切回收后连接于荧光表达载体 pEGFP-N1和pDsRed2-N1中,将连接好的质粒转化 P. minioluteum,以确定SS蛋白的定位。利用codon W、CUSP分析47条来自不同物种的鲨烯合酶基因并用SPSS16.0软件进行多元统计分析、对应性分析对其进行分析,和以MEGA5.0的neighbor-joining连接法构建的系统发育树进行比较。 结果:克隆获得的PmSS基因全长为1881 bp,包含1413 bp的开放阅读框,预测的蛋白三维结构包含保守序列和活性氨基酸残基。构建的P. Minioluteum的SS基因的原核表达载体在原核表达宿主 BL21(DE3)中进行了表达,同时对表达条件进行优化,在温度为30℃时表达量更高,IPTG诱导浓度为0.6 mmol/L时表达量更高。在 P. minioluteum中 SS呈点状或面状集中分布于内质网上。鲨烯合酶基因密码子1~3位碱基的GC含量(GC1,GC2和GC3)依次为51.33%、34.65%和54.37%,3个位点的GC含量均呈极显著相关关系(P<0.01),对应性分析的结果表明,第1轴显示30.71%的差异,有效密码子数和GC3、GC1和GC2的均值与GC3之间的相关性均达极显著水平(P<0.01)。从不同物种的SS中筛选出的最优密码子为26个密码子,第3位碱基均为G或C。以MEGA5.0构建的基于鲨烯合酶蛋白质序列的进化树和基于 RSCU的聚类分析输出的树状图相比,不同算法的聚类结果一致。 结论:实验成功克隆了刺五加内生青霉 P. minioluteum的SS基因。对 PmSS进行了原核表达,获得了原核表达蛋白,并分析PmSS定位于内质网上,与预期结果一致,鲨烯合酶基因密码子偏好以G/C结尾,使用模式受选择和突变影响中,突变对密码子偏好影响较大,为进一步研究P. minioluteum提高刺五加皂苷含量的机制奠定基础。