Expression characteristics of glutamine synthetase of wheat in Escherichia coli

: 谷氨酰胺合成酶 (GS) 是植物氮同化的关键酶，为了研究小麦GS 同工酶的结构及其表达特点，我们构建了小麦GS1、GSr、GSe、GS2 和GS2 前体GS2p 的原核表达载体，并对表达条件进行了优化。结果表明，尽管小麦GS 同工酶氨基酸序列同源性达70%–80%，蛋白质表达却各具特点。30 ℃诱导3 h 后，GSr、GSe 及GS2表达量达最大，诱导7 h 后GS1 表达量达最大，GS2p 不表达，表达量依次为GS1 (22%) >GSr (15%) >GS2(12%)>GSe (5%)；且GSe 可溶性表达，GS1 主要为可溶性表达，而GSr 和GS2 为包涵体。30 ℃诱导3 h，GS 同工酶相对转录量为GSr (7.59) >GS2 (1.84) >GS2p (1.66)>GSe (1.46) >GS1 (1.00)，酶蛋白质翻译水平与转录水平不一致。mRNA 结构分析显示，GS 同工酶翻译起始区稳定二级结构的自由能不同：GS1 (14.4) GSr (13%) >GS2 (10%) >GSe (7%)，酶活性为GS1>GSe>GS2，GSr 无活性。可见，GS 同工酶的基因序列决定了蛋白质在原核细胞中的表达量、状态及其活性。.