БИОХИМИЯ, 2016, том 81, вып. 6, с. 743–753
УДК 577.854
Металлотионеин типа 1 (ZjMT) отвечает за устойчивость растения Ziziphus jujuba к ионам тяжелых металлов
1 College of Chemistry and Chemical Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China; fax: +86-351-6014138, E-mail: liuxuguang@tyut.edu.cn
2 Pomology Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030006, China; fax: +86-354-6215341, E-mail: qiufengcao@163.com
3 Biotechnology Research Center, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030031, China
4 Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement on Loess Plateau, Ministry of Agriculture, Taiyuan 030031, China
5 Key Laboratory of Interface Science and Engineering in Advanced Materials (Taiyuan University of Technology), Ministry of Education, Taiyuan 030024, China
6 Research Center on Advanced Materials Science and Technology, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China
7 School of Environmental and Rural Science, University of New England, Armidale, NSW 2351, Australia; fax: +61 2 6773 3922, E-mail: shubiao.wu@une.edu.au
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Z. jujuba, металлотионеин, устойчивость к тяжелым металлам, гипераккумуляция тяжелых металлов.
Аннотация
Металлотионеины (МТ) относятся к семейству низкомолекулярных богатых цистеином металлсвязывающих белков, придающих клеткам способность поглощать ионы тяжелых металлов из окружающей среды. Молекулярная и функциональная характеристика генов, кодирующих эти белки, будет способствовать лучшему пониманию механизмов, лежащих в основе толерантности высших организмов к тяжелым металлам. В данной работе из библиотеки кДНК растения Ziziphus jujuba была изолирована последовательность, кодирующая металлотионеин типа 1 (ZjMT). В соответствии с выведенной из нуклеотидной структуры аминокислотной последовательности, белок ZjMT состоит из 74 а.о. и содержит в N– и С-концевых доменах по шесть остатков цистеина, расположенных в следующем порядке: N-конец (CXCXXXCXCXXXCXC) и C-конец (CXCXXXCXCXXCXC). Это означает, что белок ZjMT относится к МТ типа 1. Методом ПЦР в режиме реального времени установлено, что через 24 ч после обработки растений Z. jujube солями Cd в них существенно увеличивался уровень транскрипта гена ZjMT. Клетки Escherichia coli, экспрессирующие ген ZjMT, демонстрировали большую устойчивость и повышенную способность аккумулировать ионы металлов по сравнению с контрольными клетками. Полученные результаты означают, что ген ZjMT вносит вклад в детоксикацию и обеспечивает заметную устойчивость организмов к тяжелым металлам. Таким образом, ZjMT может являться потенциальным кандидатом на защиту восприимчивых растений от стресса в условии избытка ионов тяжелых металлов, а клетки E. coli, несущие ген ZjMT, могут быть использованы для удаления ионов тяжелых металлов из загрязненных сточных вод.