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3 讨论与结论 13

参考文献 14

附录 16

致谢 17

高粱SbFtsH基因的分子克隆、表达及进化研究引言

蛋白水解在植物生物学研究中是一个重要的领域，但至今这个领域的研究仍然比较缓慢。蛋白酶在许多重要的生物学过程中扮演着水解蛋白的功能，主要参与细胞凋亡、衰老、相应外界环境的变化等[1-3]。就底物特异性和生理生化功能而言，这些蛋白酶的相关信息仍然不为人知，FtsH是一种依赖于ATP的金属蛋白酶，它普遍存在于原核和真核物种中[4-7]。FtsH基因首次在大肠杆菌突变体中被描述，具有温度敏感和细胞分裂缺陷的特征，同时在lamda噬菌体中也被称之为Hf1B基因[8-9]。早期研究显示，FtsH基因在细菌、酵母、植物和人类中成员数目不尽相同，几乎所有植物FtsH同源蛋白均被核基因编码[10]。原核生物FtsH蛋白通常与质膜相结合，真核生物FtsH蛋白往往定位于叶绿体和线粒体膜上。FtsH蛋白N端具有alpha螺旋结构，这种螺旋可以将FtsH蛋白定位在线粒体或类囊体的膜上。在FtsH蛋白的疏水结构域后边存在着ATPase结构域，这个ATPase结构域是AAA蛋白超家族的典型特征。蛋白水解结构域位于C末端，这个结构域还包括一个Zn结合模体。蛋白结构晶体分析显示-优尔`文;论"文'网www.youerw.com，FtsH蛋白形成了一个环形的六聚体，而ATP结合模体正好朝向环形中心位置。由于大多数FtsH基因突变体的表型性状并不明显，因此，FtsH基因的功能很难被鉴定。迄今为止，在拟南芥中，AtFtsH1、AtFtsH2、AtFtsH5和AtFtsH8基因均可编码叶绿体蛋白，这些FtsH蛋白主要参与复合物形成、II光系统修复和叶绿体器官建成等重要过程[11-13]。

高粱(Sorghum bicolor (L.)Moench）隶属于禾本科的一年生草本植物，同时也是一种重要C4模式植物论文网。为了阐明FtsH基因在C4植物中的作用，本研究以高粱FtsH为研究对象，旨在深入探讨这个基因家族与高粱叶绿体器官建成与光合系统之间的关系。此外，高粱基因组已经被测序，这为FtsH基因家族的挖掘与分析提供了便捷。本文利用生物信息学技术从染色体定位、基因的结构与保守基序特征、组织表达谱、系统进化等多个方面来研究高粱FtsH基因