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转氨酶(Transaminase)是一种催化转氨基反应的转移酶,将氨基酸的α-氨基转移到一种α-酮酸上。白背飞虱长期取食氨基酸营养不平衡的植物韧皮部汁液却仍能正常发育,有研究表明可能是其体内共生菌为其提供必需氨基酸,从而保证了飞虱的营养平衡。转氨酶在氨基酸的代谢过程中起到重要的作用,也是昆虫生长发育过程中重要的酶类。本文搜索了重要的水稻害虫——白背飞虱的转录组中氨基酸代谢相关的转氨酶基因,采用RT-PCR. RACE技术获得了转氨酶基因的cDNA全长；利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统进行转氨酶基因的蛋白体外表达,通过测定转氨酶的活性来验证转氨酶基因的功能。研究结果总结如下：1.白背飞虱转氨酶基因的克隆及密码子偏性分析基于白背飞虱转录组数据库和RT-PCR技术,得到了编码9类转氨酶的20条片段序列,5类转氨酶共7个基因来自共生菌,而其余4类转氨酶中8个基因来自宿主昆虫,5个来自共生菌。应用RACE技术获得了2条丙氨酸转氨酶、3条犬尿氨酸α-酮戊二酸转氨酶、2条天冬氨酸转氨酶、1条支链氨基酸转氨酶、1条乙酰鸟氨酸转氨酶和1条丙氨酸-乙醛酸氨基转移酶的cDNA全长。序列比对、系统进化树和密码子偏好性分析结果进行分析,推测支链氨基酸(Val、Leu、Ile)、精氨酸(Arg)、丝氨酸(Ser)、芳香族氨基酸(Tyr、Phe、Trp)的合成和分解过程中转氨基作用由共生菌完成的,而丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和甘氨酸的代谢过程中转氨基作用由宿主昆虫和共生菌协同完成。2.白背飞虱丙氨酸转氨酶和支链氨基酸转氨酶基因的序列分析及时空表达序列比对发现,上章获得的两条ALTs均具有转氨酶第1亚家族的保守功能域,并含有保守的5’-磷酸吡哆醛结合位点；同时, SfylsALT在白背飞虱各个发育时期均表达,并且在5龄若虫期出现表达高峰,在2龄若虫期表达量最低,其他时期的表达量比较一致；相反,SfALT1在性成熟的雄虫中表达量最高,其次是4龄若虫和1龄若虫,而在其他时期体内的表达量较低。SfylsALT在白背飞虱腹部高表达,而SfALT1在头、胸、腹、翅、足各部分广泛表达。而SfylsBCAT1具有转氨酶第Ⅲ亚家族的保守功能域,并且多肽结合位点、底物辅酶结合位点和活性位点的氨基酸残基都保守。SfylsBCAT1在5龄若虫期表达量最高,2龄若虫期表达量最低,其他龄期的表达比较一致。3.白背飞虱丙氨酸转氨酶和支链氨基酸的真核表达及丙氨酸转氨酶酶活性测定为验证白背飞虱转氨酶基因的功能,分别构建2个丙氨酸转氨酶基因(SfylsALT和SfALT1)和1个支链氨基酸转氨酶基因SfylsBCATl的昆虫病毒表达载体pFastBac HTA的供体质粒,并利用SF9昆虫细胞系大量表达这些蛋白。蛋白杂交结果表明,所转染细胞的细胞裂解液分别在55kDa、60kDa、48 kDa左右均出现目标条带,说明3个转氨酶基因都成功表达。测定了丙氨酸转氨酶粗酶液的活性,发现这两个丙氨酸转氨酶的活性显著高于对照。