蓝细菌16S rRNA双甲基化酶基因ksgA的进化分析、蛋白结构预测及功能验证
作为地球上最古老的生物之一，蓝细菌种类多样，是生态环境中重要的微生物类群。目前，关于蓝细菌的分子进化还存在很多争议和空白。KsgA/Dim1家族的双甲基化酶是一个典型的S-腺苷甲硫氨酸(SAM)依赖的Ⅰ类甲基转移酶，催化核糖体小亚基rRNA末端茎环上两个相邻腺嘌呤的双甲基化。这两个碱基的双甲基化修饰是核糖体小亚基rRNA仅有的三个高度保守的碱基修饰中的两个。本研究对已测序的37种蓝细菌KsgA甲基化酶基因和16S rDNA进行了序列比对和进化分析，结果显示蓝细菌ksgA基因与16S rDNA进化分支高度相似，且体现出蓝细菌进化的聚类特征。本研究同时对蓝细菌KsgA蛋白进行了结构预测、保守模体及催化活性位点分析，显示蓝细菌KsgA甲基化酶与其它物种的KsgA/Dim1家族蛋白拥有高度相似的结构:均包含N端与C端两个结构域，N端是典型而保守的SAM依赖的甲基转移酶结构域;C端的序列和结构则均呈现相对多样化。 根据序列分析和结构预测的结果，本研究中选择克隆了单细胞的集胞蓝细菌Synechocystis sp.PCC6803、丝状能分化异形胞固氮的鱼腥蓝细菌Anabaena sp.PCC7120，以及单细胞棒状的细长聚球蓝细菌Synechococcus elongates sp.PCC7942的ksgA基因，分别对大肠杆菌的ksgA突变体进行异源互补以初步验证ksgA在蓝细菌中的功能，实验中发现它们均能在一定程度上互补大肠杆菌ksgA基因突变体的表型。本研究通过对蓝细菌中KsgA/Dim1蛋白质家族的研究为进一步理解蛋白质功能与结构协同进化的机制和蓝细菌的演化历程补充了理论依据并提供了实验证据。
蓝细菌;ksgA基因;双甲基化酶;C端序列分析;蛋白结构预测
华中农业大学
硕士
微生物学
陈雯莉
2015
中文
Q939.11;Q936
51
2015-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）