烟草钾转运体基因TPK1的电子克隆及生物信息学分析

【目的】克隆烟草钾吸收转运基因,分析其亲缘关系,并预测其结构、性质与功能,为烟草钾转运体基因的功能研究提供基础。 【方法】以利用RACE技术克隆出的烟草钾转运体基因片段的3’端序列为探针,对烟草EST数据库进行搜索,筛选与探针同源性在95%以上的EST序列,再利用DNAStar软件进行拼接。然后,应用多种生物信息学数据库和软件,对获得的烟草钾转运体基因全长cDNA序列进行结构、性质和功能预测。 【结果】获得烟草钾转运体基因(TPK1)的cDNA全长。该基因所编码蛋白质的分子量为26.21 kD,理论等电点pI为9.72。该蛋白质是一个疏水膜蛋白,包含6个明显的跨膜螺旋拓扑结构,在二级结构中,共包含11个α-螺旋和16个β-折叠。在亚细胞水平,TPK1定位于质体、液泡及内质网上。在氨基酸序列上,TPK1含有信号肽剪切位点及丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸激酶磷酸化位点。在功能方面,TPK1包含典型的K+吸收转运功能保守域,并且与主要的高等植物K+吸收转运基因具有较高的同源性。Northern杂交结果显示,TPK1在茎、叶及花器官中均有表达。 【结论】成功克隆了烟草K+吸收转运基因TPK1,该基因与K+在烟草内的运输有关,其确切功能有待进一步验证。