甘蔗内生固氮菌Klebsiella variicola DX120E nifH基因的克隆与序列分析

摘要

[目的]了解甘蔗内生固氮菌变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)DX120E ni基因的生物信息学,为揭示甘蔗内生固氮菌DX120E的固氮分子机理提供理论依据.[方法]根据NCBI上其他固氮菌株的nifH序列设计引物,对内生固氮菌Klebsiella variicola DX 120E菌进行PCR扩增;运用生物信息学方法对其核苷酸序列、编码的氨基酸序列进行分析,并对其蛋白结构进行预测.[结果]甘蔗内生固氮菌Klebsiella variicola DX120E nifH基因的ORF为882bp,GenBank登录号为KF732646.1,与Klebsiella pneumoniae 342、Klebsiella variicola At-22等6种固氮菌的nifH基因氨基酸序列同源性高达95.0％～99.0％.DX120E nifH蛋白与Klebsiella pneumoniae 342的亲缘关系最近,与非克雷伯氏菌固氮菌的亲缘关系较远.生物信息学分析显示,菌株DX 120E的nifH基因编码293个氨基酸,起特别重要的氨基酸残基非常保守.该基因在N端有1 1个氨基酸残基即酪氨酸—甘氨酸—赖氨酸—甘氨酸—甘氨酸—异亮氨酸—甘氨酸—赖氨酸—丝氨酸—苏氨酸—苏氨酸,其属于典型结合ATP的基序结构.nifH蛋白分子量为32.07kD,pI为4.92,为酸性蛋白;其具有2个ASN糖基化位点,1个CAMP磷酸化位点,6个CK2磷酸化位点,6个PKC磷酸化位点.疏水性预测显示该蛋白为亲水性蛋白,无信号肽.[结论]变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)DX120E nifH基因的推导氨基酸序列与克雷伯氏菌固氮菌属具有较高的同源性,该基因在甘蔗生物固氮过程中可能起重要作用.