БИОХИМИЯ, 2010, том 75, вып. 3, с. 391–399
УДК 577.152.1
Новый ген хлопчатника, относящийся к семейству SDR, кодирует полипептид, обладающий альдегидредуктазной и 3-кетоацил-CоA-редуктазной активностью
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Gossypium hirsutum, семейство дегидрогеназ/редуктаз субстратов с малой длиной цепи, 3-кетоацил-CoA-редуктаза, элонгация жирных кислот, высокомолекулярные жирные кислоты.
Аннотация
На примере хлопчатника шерстистого (Gossypium hirsutum) изучены механизмы, регулирующие процесс формирования волокон в клетках растений. Выделена и клонирована кДНК (ген GhKCR3), содержащая открытую рамку считывания размером 987 пар оснований и кодирующая белок, состоящий из 328 аминокислотных остатков. Этот белок относится к семейству алкогольдегидрогеназ/альдегидредуктаз – соединений с малой длиной цепи. Белок экспрессирован с высокой эффективностью в клетках бактерий и получен в очищенном состоянии. Установлено, что очищенный белок способен в присутствии NADPH катализировать реакцию восстановления альдегидов с короткой цепью. Обнаружено также, что ферментативная активность может быть опосредована одним из участков аминокислотной последовательности этого белка, заключенного между остатками Gly180 и Gly191. Отмечено, что последовательность гена GhKCR3 имела низкую степень гомологии с последовательностью ортологичного гена YBR159w в Saccharomyces cerevisiae, кодирующего 3-кетоацил-СоА-редуктазу (KCR), которая катализирует последнюю стадию процесса элонгации жирных кислот. Несмотря на это, ген GhKCR3 был способен выступать в качестве компенсирующего гена в мутантных клетках дрожжей линии ybr159wΔ, дефицитных по KCR. Методом газовой хроматографии и масс-спектрометрии показано, что в мутантных клетках линии ybr159wΔ, экспрессирующих белок GhKCR, продуцируются высокомолекулярные жирные кислоты, особенно C26:0. Обнаружено, что белок GhKCR обладает KCR-активностью in vitro и использует в качестве субстратов пальмитоил-СоА и малонил-СоА. В результате количественного анализа методом ПЦР в режиме реального времени установлено, что мРНК гена GhKCR3 аккумулируется в быстро удлиняющихся фибриллярных волокнах, корнях и стеблях растений. Предположено, что протеин GhKCR3 – новая KCR, содействующая биосинтезу высокомолекулярных жирных кислот в клетках растений.