人参皂苷合成生物学关键元件HMGR基因克隆与表达分析

3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme-A reductase,HMGR)是甲羟戊酸途径中的第一个限速酶,直接催化人参皂苷的生物合成,是人参皂苷合成生物学研究中的重要元件之一。本研究克隆了人参(Panax ginseng)中一个新HMGR(命名为PgHMGR2)的编码区序列,并对其编码的蛋白进行生物信息学预测及基因表达分析。PgHMGR2与GenBank中的另一条人参HMGR的序列同源性仅为71.6%,因此,PgHMGR2是人参中HMGR基因家族的一个新成员。PgHMGR2基因全长1 770 bp,编码589个氨基酸残基。生物信息学预测PgHMGR2编码蛋白不含信号肽,包含两个跨膜区,具有HMGR催化作用的活性中心结构域。PgHMGR2编码蛋白与西洋参(Panax quinquefolius)的HMGR(GenBank登录号为ACV65036)具有99%的序列相似性。实时荧光定量PCR检测到PgHMGR2在人参花中表达量最高,其次为叶和根,茎中表达量最低。本研究是国内外首次获得的人参PgHMGR2基因的全长序列,为进一步鉴定PgHMGR2的功能及开展人参皂苷的合成生物学研究奠定基础。