[发明专利]一种调控根瘤衰老的半胱氨酸蛋白酶基因及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于新植物技术领域，更具体涉及一种调控根瘤衰老的半胱氨酸蛋白酶基因，同时还涉及一种调控根瘤衰老的半胱氨酸蛋白酶基因的制备方法，还涉及一种调控根瘤衰老的半胱氨酸蛋白酶基因在豆科植物上中的用途。

背景技术

半胱氨酸蛋白酶最为一个重要的蛋白酶家族，广泛地参与植物各种生理过程，例如，种子萌发、幼苗的发育、胁迫反应、植物组织分化和衰老等过程。植物半胱氨酸蛋白酶主要属于木瓜蛋白酶(C1A，papain-like cydteine proteinases)和豆类蛋白酶家族(C13 the legumains)，而对前者的研究最为详细。木瓜蛋白酶很多都含有10-26个疏水氨基酸组成的定位于内质网的信号肽。在酶前体中有一个35-150个氨基酸组成的结构域，封闭了酶的活性位点，同时该结构域对于蛋白质的正确折叠和定位也至关重要(Trobacher等，Masterminds or minions？Cysteine proteinases in plant programmed cell death.Can J Bot 84：651-667，2006)成熟的酶含有210-260个氨基酸，含有大小相当的2个结构域，在这2个结构域构成的裂隙底部是催化活性位点。papain家族的各个成员都含有由保守氨基酸残基组成的催化三联体Cys-His-Asn。这类蛋白酶在酸性条件下发挥活性，酶前体通过分子内或分子间蛋白水解而激活(Beers等，Plant proteolytic enzymes：possible roles during programmed cell death.Plant Mol Biol，44(3)：399-415，2000)。该类蛋白具有一个C端的KDEL内质网信号肽，该信号肽可能与PCD过程中的细胞的死亡有关(Gietl和Schmid，Ricinosomes，an organelle for developmentally regulated programmed cell death in senescing plant tissue.Naturwissenschaften 88，49-58，2001)。研究表明说多木瓜蛋白酶参与了植物各种组织细胞的程序性死亡过程(Eason等，Programmed cell death during flower senescence：isolation and characterization of cysteine proteinases from Sandersonia aurantiaca.Functional Plant Biology 29，1055-1064，2002)。