海水小球藻磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因（Chpepc2）克隆和生物信息学分析

黄希文施定基贾晓会田琪琳贾睿何培民

（1.上海海洋大学水产与生命学院，上海 201306；2.中国科学院植物研究所，北京 100093）

海水小球藻磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因（Chpepc2）克隆和生物信息学分析

黄希文1施定基2贾晓会1田琪琳1贾睿1何培民1

（1.上海海洋大学水产与生命学院，上海 201306；2.中国科学院植物研究所，北京 100093）

为了进一步了解藻类PEPC酶的特征，对海水小球藻pepc2基因进行了克隆并通过生物信息学方法分析了海水小球藻PEPCase2的结构和功能特征。结果表明，海水小球藻pepc2基因与莱茵衣藻pepc2基因相似度为90%，且其对应的氨基酸序列的特征与莱茵衣藻PEPCase2特征相同，可见该基因编码的是海水小球藻细菌型PEPC酶。海水小球藻PEPCase2二级结构主要包括α螺旋、β转角、无规则卷曲和伸展链，其三级结构外部为α螺旋结构，中心为平行β桶结构。海水小球藻PEPCase2具有多种重要的生理功能，主要与多种重要的物质合成有关。

海水小球藻 PEPC酶 生物信息学 结构 功能

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC；EC 4.1.1.31）是植物生理代谢过程中的一个重要的酶，它广泛存在于高等植物、藻类和细菌中，但在动物、真菌和酵母中尚未发现［1-3］。PEPC酶在Mg2+和HCO3-存在的情况下催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）不可逆的β-羧化生成草酰乙酸（OAA）和无机磷酸（Pi）［4，5］。PEPC酶在C4和CAM光合碳代谢过程中起着重要的作用，其催化植物从大气固定CO2的反应［6］。在C3植物和非光合生物中PEPC酶参与多种重要的生理过程。非光合型PEPC酶主要参与四碳酸的回补代谢途径［7］。此外，PEPC酶还参与NADPH代谢、C-N的交互反应、CO2的重吸收、苹果酸发酵和pH调节等众多重要的生理过程［8］。

由此可见，研究PEPC酶的结构和功能对了解

植物多种生理过程是十分重要的。之前关于PEPC酶的研究主要是针对其酶学特征的研究，而关于PEPC酶结构特征的研究较少。关于PEPC酶功能在C4和CAM植物中已研究的较为清楚，但其在微藻中的功能则研究的较少，仅见于莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）和小型月牙藻（Selenastrum minutum）［9-11］。为了更好地研究藻类PEPC酶的结构和功能的特征，本研究克隆海水小球藻pepc2基因（Chpepc2）cDNA全长序列并通过各种生物信息学软件对海水小球藻PEPCase2（ChPEPCase2）进行分析，获得海水小球藻PEPCase2结构和功能的相关信息，旨在为微藻PEPC酶结构和功能的研究提供一定的信息。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验使用的海水小球藻（Chlorella sp.）由上海海洋大学藻类培养室提供，该藻株采集自黄海海区，经分离纯化保存至今。

1.2 方法

1.2.1 培养条件 海水小球藻接种培养于f/2液体培养基（pH7.5），培养条件为：温度22℃，光照强度70 μmol/（m2·s-1），持续光照，135 r/min振荡培养8-10 d［12］。

1.2.2 海水小球藻总RNA提取和cDNA逆转录合成 离心收集对数生长期（OD750≈1.2）海水小球藻细胞，加入Trizol试剂抽提海水小球藻总RNA，再采用乙醇沉淀法分离得到海水小球藻总RNA。以海水小球藻总RNA为模板，Oligo（dT）为引物在逆转录酶的作用下通过RT-PCR反应合成海水小球藻cDNA［13］。

1.2.3 海水小球藻pepc2基因（Chpepc2）cDNA全序列获得 根据NCBI公布的莱茵衣藻pepc2基因cDNA序列（AY517643.1）设计引物P1（5'-TTTTGGAGCCGTGAGGGAC-3'）和P2（5'-CTCGGAGTACCCAGACAAC-3'）。再以海水小球藻cDNA为模板，P1和P2为引物进行PCR反应，PCR扩增海水小球藻pepc2基因cDNA序列。PCR反应条件：94℃ 5 min；94℃ 45 s，60℃ 30 s，72℃ 4 min，循环35次；72℃延伸10 min。PCR产物经电泳检测确认后连接到克隆载体pMD18-T上，构建重组克隆载体pMD18-TChpepc2，送至上海生工生物工程有限公司测序。

1.2.4 海水小球藻pepc2基因cDNA生物信息学分析1.2.4.1 pepc基因序列检索（获取信息学分析材料） 利用NCBI数据库搜索pepc基因，得到以下物种的13种pepc基因序列（表1）：大肠杆菌（Escherichia coli）、鱼腥藻（Coccomyxa subellipsoidea）、莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）、微胞藻（Micromonas sp.）、牛角蛎球藻（Ostreococcus tauri）、海链藻（Thalassiosira pseudonana）、三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）、胶球藻（Coccomyxa subellipsoidea）和拟南芥（Arabidopsis thaliana）。

1.2.4.2 开放阅读框分析 利用ORF finder（http：// www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/gorf.html）分析Chpepc2基因的开放阅读框。

1.2.4.3 同源性及系统进化树分析 利用BioEdit软件的optimal GLOBAL功能对各种PEPC酶的mRNA和氨基酸序列进行同源性两两比对。利用MEGA4.0软件构建PEPC酶的系统进化树。

1.2.4.4 保守区域和催化活性分析 利用BioEdit软件和PROSITE软件（http：//prosite.expasy.org/）分析PEPC酶氨基酸序列的保守区域和催化活性位点。

1.2.4.5 二级结构及三级结构分析 利用SOPMA（http：//npsa-pbil.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.

pl?page=npsa_ sopma.html）分析ChPEPCase2的二级结构。利用SWISS-MODEL软件（http：//swissmodel. expasy.org/）通过同源建模的方法构建ChPEPCase2的三级结构模型并用SWISS-Pdbviewer软件分析ChPEPCase2。

1.2.4.6 理化性质分析 ProtParam软件（http：//web. expasy.org/protparam/）在线分析ChPEPCase2的理化性质。利用FoldIndex（http：//bip.weizmann.ac.il/ fldbin/findex）分析ChPEPCase2的可折叠区域。利用Pfam（http：//pfam.sanger.ac.uk/）分析ChPEPCase2的功能结构域。通过ProtScale软件（http：//web. expasy.org/protscale/）在线分析ChPEPCase2的亲水性。

1.2.4.7 亚细胞定位与功能分析 利用SignalP（http：//www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/）分析ChPEPCase2的跨膜结构。利用PSORT Prediction（http：// psort.hgc.jp/form.html）分析ChPEPCase2的亚细胞定位。利用ProtFun（http：//www.cbs.dtu.dk/services/Prot Fun/）分析ChPEPCase2的功能。

2 结果

2.1 海水小球藻pepc2基因（Chpepc2）cDNA全序列克隆与测序

Chpepc2 PCR扩增产物电泳结果见图1，经测序该基因片段大小为4 427 bp。该序列与莱茵衣藻pepc2基因cDNA全序列比对，相似度为90%，表明该序列即为Chpepc2 cDNA序列。

图1 Chpepc2 PCR扩增产物电泳结果

2.2 海水小球藻pepc2基因cDNA生物信息学分析

2.2.1 开放阅读框分析 利用ORF finder分析Chpepc2的开放阅读框，结果（图2）显示，共得到6种可能的结果，再根据KOZAK规则分析，得知该基因序列含有长度为3 159 bp的开放阅读框，编码1 052个氨基酸残基的肽链。并与测序所得Chpepc2的 cDNA序列比较分析，得出ChPEPC2ase的氨基酸序列。

图2 Chpepc2开放阅读框

2.2.2 同源性及系统进化树分析 通过NCBI搜索得到13种PEPC酶cDNA序列和氨基酸序列，并将这些序列与ChPEPCase2 cDNA序列和氨基酸序列进行同源性两两对比。结果（表2）表明，不同PEPC酶之间同源性较低，cDNA序列和氨基酸序列同源性分别为32.48%-71.14%和7.89%-46.13%，其中ChPEPC2与CrPEPC2的cDNA同源性最高为71.14%，TpPEPC2和PtPEPC2的氨基酸同源性最高为46.13%。

根据14种pepc基因序列构建Neighbor-Joining模式系统进化树。结果（图3）显示，ChPEPC2与CrPEPC2、AtPEPC4亲缘关系较近聚为一支；AtPEPC1、CrPEPC1、MsPEPC、OtPEPC和CsPEPC1关系较近聚为一支。该结果与根据氨基酸序列C端结构对PEPC酶进行分类的结果一致，进一步说明ChPEPC2为海水小球藻细菌型PEPC酶。

2.2.3 保守区域和催化活性分析 利用BioEdit软件分析PEPC酶氨基酸序列的保守区。结果（图4）显示，PEPC酶共有5个保守区域：VLTAHPTQALRP（序列Ⅰ）（OAA结合位点）、RVVPLFETLNDL（序列Ⅱ）、GYSDSGKDAGRLAAAWALY（序列Ⅲ）（HCO3-结合位点）、FHGRGGTVGRGGGP（序列Ⅳ）（PEP结合位点）和LRAIPWIFAWTQTRLILP（序列Ⅴ）。此外、PEPC酶C末端还存在一个QNTG/RNTG序列，可将PEPC酶划分为C端为QNTG的植物型PEPC酶（PTPC）和细菌型PEPC酶（BTPC），其中

ChPEPCase2的C端为RNTG序列，可见ChPEPCase2应为海水小球藻细菌型PEPC酶。

表2 14种PEPC酶cDNA序列和氨基酸序列同源性两两分析（%）

图3 14种pepc基因构建的系统进化树

利用PROSITE软件分析PEPC酶催化活性位点（表3）显示，14个PEPC酶均具有H（组氨酸）和K（赖氨酸）两个催化活性位点，分别位于PEPC酶的保守区域Ⅰ和保守序列Ⅲ。

2.2.4 二级结构及三级结构模型 图5为ChPEPCase2的二级结构，包括α螺旋、β转角、无规则卷曲和伸展链。其中α螺旋占49.05%、β转角占7.41%、无规则卷曲占34.79%、伸展链占8.75%。图6为ChPEPCase2的三级结构，内部存在一个典型的平行β桶结构，其外部为大量的α螺旋结构。图7为ChPEPCase2结构模型的Ramachandran点图，图中96%的点位于立体化学可行的构象区域内（蓝线以内），可见该模型为可靠的蛋白质三级结构模型。

表3 14种PEPC酶催化活性位点分析

2.2.5 理化性质分析 利用ProtParam分析ChPEPCase2的理化性质，利用FoldIndex分析ChPEPCase2的可折叠区域（表4）；利用ProtScale分析ChPEPCase2的亲水性（图8）。结果显示，ChPEPCase2氨基酸残基数为1 052个，分子量大小为115.1693 kD；等电点为9.64；不稳定系数为61.75，为典型的不稳定蛋白；其氨基酸的疏水系数大多小于0，总平均疏水指数为-0.4，可见其为亲水性蛋白；ChPEPCase2未折叠区域指数为0.096，可见其大部分为可折叠

区域。

图4 14种PEPC酶氨基酸序列比对分析

图5 海水小球藻PEPC2的二级结构分析

图6 海水小球藻PEPC2三级结构模型

图7 海水小球藻PEPC2 Ramachandran点图

2.2.6 亚细胞定位与功能分析 利用SignalP分析ChPEPCase2的跨膜结构（图9）；利用PSORT Prediction分析PEPC酶的亚细胞定位（表5）。结果表明，ChPEPCase2跨膜结构各项评分均显著小于0.5，可见其不含有跨膜结构域，所以其应分布于基质中；亚细胞定位结果表明，ChPEPCase2最有可能位于细胞核、线粒体基质、微体和线粒体内膜中，与其他PEPC酶的分布大致相同，多位于线粒体相关结构中。此外，PEPC酶还分布于细胞质、微体、叶绿体等多种结构中。

表4 海水小球藻PEPC2的理化性质

图8 海水小球藻PEPCase2的疏水性分析

图9 海水小球藻PEPCase2的跨膜结构分析

利用Pfam分析ChPEPCase2的功能结构域，结果（表6）表明ChPEPCase2与其他细菌型PEPC酶显著结构域相同，为PEPCase功能结构域。此外ChPEPCase2还有一非显著性结构域，为HNF-1_N（肝细胞核因子1 N端结构域）；利用ProtFun分析ChPEPCase2的功能，结果（表7）显示ChPEPCase2与其他细菌型PEPC酶类似，主要涉及与细胞的中心代谢、氨基酸合成、脂肪酸代谢等，最有可能酶类型为连接酶。

表5 14种PEPC酶亚细胞定位分析

表6 3种细菌型PEPC酶功能结构域分析

3 讨论

3.1 海水小球藻pepc2基因的克隆与结构特征分析作为本研究重要基础的Chpepc2基因其序列尚未公布，在NCBI中仅能查找到莱茵衣藻、微胞藻等8种真核藻的11种pepc基因序列［14-19］。这给试图通过PCR扩增Chpepc2基因带来了困难，这也是本研究过程中的难点之一。为了实现对Chpepc2基因克隆，本研究选择与海水小球藻亲缘关系较近的莱茵衣藻的pepc2基因序列来设计引物，再以海水小球藻cDNA为模板PCR扩增Chpepc2基因，最后将PCR扩增所得片段与莱茵衣藻pepc2基因序列进行比对，其相似率达到90%，因此初步认为该序列为Chpepc2基因cDNA序列。随后将该基因对应的氨基酸序列与NCBI上搜索得到的13种PEPC酶的氨基

酸序列进行对比发现，ChPEPCase2肽链的N端缺乏丝氨酸可逆磷酸化位点且C端为RNTG结构。根据之前的研究可知植物型PEPC酶（PTPC）的N端存在一个丝氨酸可逆磷酸化位点，且C端为QNTG结构；而细菌型PEPC酶（BTPC）的N端缺乏丝氨酸可逆磷酸化位点，且C端为RNTG结构［20-22］，由此可知ChPEPCase2为细菌型PEPC酶。根据PEPC酶氨基酸序列的对比可见，不同PEPC酶之间相似率较低，但各种PEPC酶中均存在5个保守性较高的区域，这些保守区域均与PEPC酶的催化功能有着重要的关系。进一步对ChPEPCase2的结构进行分析，可知ChPEPCase2二级结构包括α螺旋、β转角、无规则卷曲和伸展链，与其他PEPC酶的二级结构基本相同，但ChPEPCase2要比植物型PEPC酶多出一段大小约为10 kD的无规则卷曲结构，这段无规则卷曲在PEPC酶两个球形亚基的相互作用中起着重要的作用［19］。通过对ChPEPCase2的三级结构模型分析发现ChPEPCase2为类球形结构，其中心为一平行β桶结构，在该平行β桶的C端为酶的催化活性中心，Mg2+、HCO3-和PEP的结合位点均位于此处；在平行β桶外围为大量的α螺旋和无规则卷曲结构，这些结构保证了PEPC酶反应中心环境的稳定性和酶结构的稳定性。这一预测结果与通过X射线衍射技术测定的大肠杆菌和玉米的PEPC酶的三级结构基本一致［23-26］。关于海水小球藻PEPC酶的四级结构，目前尚无实验数据予以证明，但前人的研究表明PEPC酶的四级结构可分为两种类型：Class-1 PEPC（PTPC同源四聚体）［6］和Class-2 PEPC（PTPC和BTPC异源八聚体）［27］。与Class-1 PEPC酶相比，Class-2 PEPC酶的热稳定性更高，pH的耐受范围更广，催化活性更高且不易受别构效应抑制［28］。

表7 3种细菌型PEPC酶功能预测

3.2 海水小球藻PEPC2的功能分析

通过对ChPEPCase2的理化性质分析可知，ChPEPCase2为典型的亲水性蛋白且不存在跨膜结构；结合PEPC酶亚细胞定位分析可知，PEPC酶为典型的胞质酶，分布于细胞的各种亚细胞结构中，可见PEPC具有多种生理功能，参与了一系列重要的生理过程。通过对ChPEPCase2的功能结构域分析发现，其存在3个PEPCase功能结构域，与其他PEPC酶的显著性功能结构域相同。通过对ChPEPCase2的功能进行预测可知，其主要功能与其他PEPC酶的功能类似，主要与多种中心代谢产物的合成相关，涉及氨基酸的生物合成、脂肪酸合成以及碳代谢中间产物合成等［29］。

4 结论

海水小球藻pepc2基因编码的海水小球藻PEPCase2为典型的细菌型PEPC酶。该酶共包含5个氨基酸保守序列，2个催化活性位点；二级结构主要由α螺旋、β转角、无规则卷曲和伸展链组成；三级结构中心为平行β桶结构，外部为α螺旋结构。该酶不具备跨膜结构域，为亲水性蛋白，分布于多种亚细胞，具有多种生理功能，参与一系列重要的

物质合成代谢。

［1］Gowik U, Westhoff P. C4-phosphoenolpyruvate carboxylase［M］// C4 Photosynthesis and Related CO2 Concentrating Mechanisms. Springer Netherlands, 2011：257-275.

［2］Christin PA, Petitpierre B, Salamin N, et al. Evolution of C4 phosphoenolpyruvate carboxykinase in grasses, from genotype to phenotype［J］. Molecular Biology and Evolution, 2009, 26（2）：357-365.

［3］Gehrig H, Taybi T, Kluge M, et al. Identification of multiple PEPC isogenes in leaves of the facultative crassulacean acid metabolism（CAM）plant Kalanchoe blossfeldiana Poelln. cv. Tom Thumb［J］. FEBS Letters, 1995, 377（3）：399-402.

［4］Uhrig RG O’Leary B, Spang HE, et al. Coimmunopurification of phosphorylated bacterial-and plant-type phosphoenolpyruvate carboxylases with the plastidial pyruvate dehydrogenase complex from developing castor oil seeds［J］. Plant Physiology, 2008, 146（3）：1346-1357.

［5］O’Leary B, Rao SK, Kim J, et al. Bacterial-type phosphoenolpyruvate carboxylase（PEPC）functions as a catalytic and regulatory subunit of the novel class-2 PEPC complex of vascular plants［J］. Journal of Biological Chemistry, 2009, 284（37）：24797-24805.

［6］Izui K, Matsumura H, Furumoto T, et al. Phosphoenolpyruvate carboxylase：a new era of structural biology［J］. Annu Rev Plant Biol, 2004, 55：69-84.

［7］Nunes-Nesi A, Fernie AR, Stitt M. Metabolic and signaling aspects underpinning the regulation of plant carbon nitrogen interactions［J］. Molecular Plant, 2010, 3（6）：973-996.

［8］Brendan OL, Joonho P, William CP. The remarkable diversity of plant PEPC（phosphoenolpyruvate carboxylase）：recent insights into the physiological functions and post-translational controls of non-photosynthetic PEPCs［J］. Biochemical Journal, 2011, 436（1）：15-34.

［9］Rivoal J, Dunford R, Plaxton WC, et al. Purification and properties of four phosphoenolpyruvate carboxylase isoforms from the Green Alga Selenastrum minutum：evidence that association of the 102-kDa catalytic subunit with unrelated polypeptides may modify the physical and kinetic properties of the enzyme［J］. Archives of Biochemistry and Biophysics, 1996, 332（1）：47-57.

［10］Mamedov TG, Chollet R. Discovery of novel phosphoenolpyruvate carboxylase（PEPC）genes and their active polypeptides in the green microalga Chlamydomonas reinhardtii［J］. Proceedings of ANAS（Biological Sciences）, 2010, 65（5-6）：99-105.

［11］Rivoal J, Turpin DH, Plaxton WC. In vitro phosphorylation of phosphoenolpyruvate carboxylase from the green alga Selenastrum minutum［J］. Plant and Cell Physiology, 2002, 43（7）：785-792.

［12］Feng FY, Yang W, Jiang GZ, et al. Enhancement of fatty acid production of Chlorella sp.（Chlorophyceae）by addition of glucose and sodium thiosulphate to culture medium［J］. Process Biochemistry, 2005, 40（3）：1315-1318.

［13］Sambrook J, Russell DW. Molecular cloning：A laboratory manual［M］. 3nd ed. Science Press, 2002：1595.

［14］Deng X, Li Y, Fei X. The mRNA abundance of pepc2 gene is negatively correlated with oil content in Chlamydomonas reinhardtii［J］. Biomass and Bioenergy, 2011, 35（5）：1811-1817.

［15］Bowler C, Allen AE, Badger JH, et al. The Phaeodactylum genome reveals the evolutionary history of diatom genomes［J］. Nature, 2008, 456（7219）：239-244.

［16］Worden AZ, Lee JH, Mock T, et al. Green evolution and dynamic adaptations revealed by genomes of the marine picoeukaryotes Micromonas［J］. Science, 2009, 324（5924）：268-272.

［17］Derelle E, Ferraz C, Rombauts S, et al. Genome analysis of the smallest free-living eukaryote Ostreococcus tauri unveils many unique features［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2006, 103（31）：11647-11652.

［18］Prochnik SE, Umen J, Nedelcu AM, et al. Genomic analysis of organismal complexity in the multicellular green alga Volvox carteri［J］. Science, 2010, 329（5988）：223-226.

［19］O’ Leary B, Rao S, Plaxton W. Phosphorylation of bacterial-type phosphoenolpyruvate carboxylase at Ser425 provides a further tier of enzyme control in developing castor oil seeds［J］. Biochem J, 2011, 433：65-74.

［20］Sánchez R, Cejudo FJ. Identification and expression analysis of a gene encoding a bacterial-type phosphoenolpyruvate carboxylase from Arabidopsis and rice［J］. Plant Physiology, 2003, 132（2）：949-957.

［21］Gennidakis S, Rao S, Greenham K, et al. Bacterial-and plant-type phosphoenolpyruvate carboxylase polypeptides interact in the

hetero-oligomeric Class-2 PEPC complex of developing castor oil seeds［J］. The Plant Journal, 2007, 52（5）：839-849.

［22］Mamedov TG, Moellering ER, Chollet R. Identification and expression analysis of two inorganic C-and N-responsive genes encoding novel and distinct molecular forms of eukaryotic phosphoenolpyruvate carboxylase in the green microalga Chlamydomonas reinhardtii［J］. The Plant Journal, 2005, 42（6）：832-843.

［23］Matsumura H, Xie Y, Shirakata S, et al. Crystal structures of C4 form maize and quaternary complex of E. coli phosphoenolpyruvate carboxylases［J］. Structure, 2002, 10（12）：1721-1730.

［24］Inoue M, Hayashi M, Sugimoto M, et al. First crystallization of a phosphoenolpyruvate carboxylase from Escherichia coli［J］. Journal of Molecular Biology, 1989, 208（3）：509-510.

［25］Kai Y, Matsumura H, Inoue T, et al. Three-dimensional structure of phosphoenolpyruvate carboxylase：a proposed mechanism for allosteric inhibition［J］. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1999, 96（3）：823-828.

［26］Matsumura H, Terada M, Shirakata S, et al. Plausible phosphoenolpyruvate binding site revealed by 2.6 Å structure of Mn2+-bound phosphoenolpyruvate carboxylase from Escherichia coli［J］. FEBS Letters, 1999, 458（2）：93-96.

［27］Rivoal J, Trzos S, Gage DA, et al. Two unrelated phosphoenolpyruvate carboxylase polypeptides physically interact in the high molecular mass isoforms of this enzyme in the unicellular green alga Selenastrum minutum［J］. Journal of Biological Chemistry, 2001, 276（16）：12588-12597.

［28］Moellering ER, Ouyang Y, Mamedov TG, et al. The two divergent PEP-carboxylase catalytic subunits in the green microalga Chlamydomonas reinhardtii respond reversibly to inorganic-N supply and co-exist in the high-molecular-mass, hetero-oligomeric Class-2 PEPC complex［J］. FEBS Letters, 2007, 581（25）：4871-4876.

［29］Plaxton WC, Podestá FE. The functional organization and control of plant respiration［J］. Critical Reviews in Plant Sciences, 2006, 25（2）：159-198.

（责任编辑 马鑫）

Cloning and Bioinformatics Analysis of the Phosphoenolpyruvate Carboxylase（Chpepc2）Gene from Marine Chlorella sp.

Huang Xiwen1Shi Dingji2Jia Xiaohui1Tian Qilin1Jia Rui1He Peimin1
（1. College of Aquaculture and Life Science，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306；2. Institute of Botany，the Chinese Academy of Sciences，Beijing 100093）

To further understand the characteristics of algae PEPCase, marine Chlorella sp. pepc2 gene was cloned and analyzed the structural and functional characteristics of marine Chlorella sp. PEPCase2 by bioinformatics method. The experimental results showed that, the cDNA sequence of marine Chlorella sp. pepc2 gene, compared with the cDNA sequence of Chlamydomonas reinhardtii pepc2 gene, the similarity was 90%, and its amino acid sequence has the same characteristics with C. reinhardtii PEPCase2, so this gene encodes the bacterialtype PEPCase of marine Chlorella sp.；The secondary structures of marine Chlorella sp. PEPCase2 mainly include α-helix, β-turn, random coli and extended strand, and its tertiary structure is a parallel β-barrel structure in the centre with α-helix structures outside；marine Chlorella sp. PEPCase2 has many important physiological functions, mainly related to a variety of important material synthesis.

Marine Chlorella sp. Phosphoenolpyruvate carboxylase Bioinformatics Structure Function

2014-04-04

国家高技术研究发展计划（“863计划”2009AA064401），上海海洋大学一级学科建设（0707）

黄希文，男，硕士研究生，研究方向：微藻基因工程；E-mail：hu0710092@126.com

何培民，男，博士，教授，研究方向：海洋生物学，分子生物学；E-mail：pmhe@shou.edu.cn