煙草咖啡酸3-O-甲基轉(zhuǎn)移酶生物信息學(xué)分析

薛波　田熙　徐成龍　楊彥明　王德勛　戶艷霞　蘇家恩

摘 ? ?要：煙草的抗性與其組織的木質(zhì)素含量具有一定的關(guān)系，而咖啡酸3-O-甲基轉(zhuǎn)移酶影響木質(zhì)素的合成。為清楚地認(rèn)識煙草咖啡酸3-O-甲基轉(zhuǎn)移酶，本研究采用Interpro、NetPhos和TNT工具對煙草咖啡酸3-O-甲基轉(zhuǎn)移酶成員的結(jié)構(gòu)域、磷酸化位點(diǎn)和進(jìn)化樹進(jìn)行分析。結(jié)果表明，煙草咖啡酸3-O-甲基轉(zhuǎn)移酶具有相同的植物甲基轉(zhuǎn)移酶二聚化結(jié)構(gòu)域和O-甲基轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)域，前者位于煙草咖啡酸3-O-甲基轉(zhuǎn)移酶序列的第33～85位之間，后者位于序列的第128～358位之間;NtCOMT1和NtCOMT2的絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸數(shù)目較為相似，而NtCOMT3的磷酸化位點(diǎn)數(shù)目明顯大于NtCOMT1和NtCOMT2的數(shù)目，且三者均以酪氨酸數(shù)目最少;NtCOMT3屬于進(jìn)化樹的第一類，而NtCOMT1和NtCOMT2屬于進(jìn)化樹的第二類，煙草與馬鈴薯的咖啡酸3-O-甲基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)化程度較為相似。

關(guān)鍵詞：煙草;咖啡酸3-O-甲基轉(zhuǎn)移酶;生物信息

中圖分類號： S572 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.05.002

Bioinformatics Analysis of Tobacco Caffeic Acid 3-O-Methyltransferase

XUE Bo1， TIAN Xi1， XU Chenglong2， YANG Yanming3， WANG Dexun4， HU Yanxia4， SU Jiaen4

（1.Dali Prefecture Tobacco Company of Yangbi County Branch Company， Yangbi， Yunnan 672500， China; 2. Xiangyun County Branch of Dali Prefecture Tobacco Company， Xiangyun， Yunnan 672100; 3. Eryuan Branch of Dali State Tobacco Company， Eryuan， Yunnan 671200， China; 4. Dali Branch of Dali State Tobacco Company， Dali， Yunnan 671000， China）

Abstract： ?Tobacco resistance and tissue content of lignin has certain relation， while caffeic acid 3-O-methyltransferase affects the synthesis of lignin. Therefore， the study of tobacco caffeic acid 3-O-methyltransferase was carried out， Interpro， NetPhos and TNT tools were used to analyze the domain， phosphorylation site and phylogenetic tree of tobacco caffeic acid 3-O-methyltransferase members. The results showed that tobacco caffeic acid 3-O-methyltransferase had the same plant methyl transferase dimerization domain and O-methyltransferase domain， the former one was located between positions 33 and 85 of the tobacco caffeic acid 3-O-methyltransferase sequence， and the later one was located between positions 128 and 358 of the sequence. The number of serine， threonine and tyrosine of NtCOMT1 and NtCOMT2 were similar， and the phosphorylation site of NtCOMT3 was significantly larger than the number of NtCOMT1 and NtCOMT2， and the proportion of tyrosine in total amino acids was the least in all the three tobacco caffeic acid 3-O-methyltransferase members. NtCOMT3 belonged to the first class of phylogenetic tree， while NtCOMT1 and NtCOMT2 belonged to the second class of phylogenetic tree. Tobacco and potato caffeic acid 3-O-methyltransferases were more similar in evolution.

Key words： tobacco; caffeic acid 3-O-methyltransferase; biological information

煙草在調(diào)制過程中，一般采用掛桿的方式進(jìn)行烘烤，而煙葉在編桿的過程中易造成主脈損傷，甚至引發(fā)煙葉在烘烤過程中霉變[1]。煙葉主脈中木質(zhì)素含量增加可以增強(qiáng)細(xì)胞壁的強(qiáng)度，增加機(jī)械組織，降低其組織的機(jī)械破損率，增強(qiáng)抗病性[2-4]。此外，木質(zhì)素是植物細(xì)胞壁的重要組成部分，其主要由甲基化的苯丙單元與羥基化的復(fù)合聚合物相結(jié)合而組成，Davin等[5]研究認(rèn)為木質(zhì)素主要由紫丁香基和愈創(chuàng)木基組成。然而木質(zhì)素的合成是一個復(fù)雜的過程，離不開酶的參與，其中咖啡酸3-O-甲基轉(zhuǎn)移酶占有重要的地位，參與形成木質(zhì)素底物的代謝，調(diào)控木質(zhì)素的合成速率及合成量[6]。目前，對咖啡酸3-O-甲基轉(zhuǎn)移酶的研究主要集中在苜蓿[7]、小麥[8]、芒果等[9]物種上，而煙草的咖啡酸3-O-甲基轉(zhuǎn)移酶研究相對較少[10]。

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