摘要：GDSL脂肪酶是脂肪酶家族的一个新的亚家族，是一种具有水解多种脂质性质的酯酶，它对植物的开花结果、次生代谢、生长发育等各种生理活动起到非常重要的作用[1]。本次研究所采用的植物是茄科植物中的番茄植物，通过对番茄的GDSL脂肪酶基因家族的分析与鉴定，更加深入的了解番茄GDSL脂肪酶的类群及其结构序列与进化情况[2]。

关键词：GDSL脂肪酶；番茄；基因；进化

Sequence features tomato GDSL lipase gene family evolution and analysis

Abstract: GDSL lipase ,a new subfamily of lipolytic enzymes,is a variety of lipid hydrolysis properties of esterase. GDSL play a very important role in plant,s flowers ,fruits,secondary metabolism,growth development of a variety of physiological activities. Solanaceous plants of tomato plants are used in the study of plant, through the analysis and identification of tomato gdsl lipase gene family, more in-depth understanding of the tomato gdsl lipases taxa and their sequence and structure evolution.

Keywords: GDSL-lipase；tomato；gene；evolution

 引言

GDSL脂肪酶是一种能水解多种脂质的酯酶，是脂肪酶家族中又一个新的亚家族。因为GDSL脂肪酶的活性位点非常灵活，所以它的底物特异性非常宽泛，在各种动物、植物、微生物中都广泛存在。Upton和Buckley(1995)首次鉴定了其保守结构域特征，并对其进行了命名(pfam PF00657)。因为它具有GDS(L)保守区域(pfam，PF00657)，所以简称GDSL，其中G、D和s代表的是甘氨酸、天冬氨酸和丝氨酸等氨基酸残基[3]。

植物GDSL脂肪酶是一个非常庞大的家族，植物脂肪酶一般含有的是信号肽,都是以丝氨酸为活性中心。根据它们保守序列的不同特点, 一般将脂肪酶分为GxSxG-motif和GDSLmotif的脂肪酶。在含有GxSxG (即Gly-x-Ser-x-Gly)基序的脂肪中,Ser(S)是酶的活性中心和催化位点, 它近保守序列中心。而GDSL (即Gly-Asp-Ser-Leu)脂肪酶的催化位点在N末端(Upton和Buckley 1995; Lee等2009; Updegraff等2009)[4]。

在近年的研究中人们发现各种植物中存在着这种具有水解脂质物质的GDSL脂肪酶，而且从这些植物物体中分离出GDSL脂肪酶并对它们的基因组进行了测序。经过测序发现不同的植物中所含的GDSL基因家族的数量不同。如在白菜、高粱、杨树、水稻、葡萄、拟南芥、小立碗藓中分别含有141、130、126、114、96、108、57个GDSL基因家族成员。而在玉米、江南卷柏、衣藻和三角褐指藻等物种的基因组含有50—100个GDSL基因家族的成员（Youens et al.,2010；Ouyang et al.,2007）[5-7]。Volokita等（2011）曾对不同陆生植物编码的604个GDSL脂肪酶基因的氨基酸序列进行比较和分析发现，植物GDSL家族成员在序列进化树上形成了三个大的亚家族（subfarmily A、B和C），每个分支含有来自不同植物的GDSL基因。近年来关于GDSL脂肪酶的研究越来越多，有大量关于油菜[8]，棉花[9]，杨树[10]等的GDSL脂肪酶基因的报道。

  番茄（LycoperciconesculentumMill）为茄科番茄属的一年生草本植物，其富含有机酸、蛋白质、维生素A、B及可溶性糖等多种营养物质。由于它的果实营养丰富、美味可口，及其制品的独特食用、保健及辅助治疗的功效，近年来在广大的人们群众中受到广泛地喜爱，已成为国内部分地区以及西方国家餐桌上必不可少的食品，已经成为一种世界性的蔬菜品种。

研究表明，目前已经克隆和鉴定的植物GDSL脂肪酶在调控植物的生长发育、开花、抗逆性以及次生代谢等众多生理活动中发挥着及其的重要作用。近来，有关植物GDSL家族脂肪酶基因的克隆、酶活性及其功能受到广泛地关注[12-16]。

2 材料与方法

2.1 实验材料的选择

为阐明番茄GDSL基因家族成员的基本情况，本研究选择已经测序的番茄物种作为试验材料，从全基因组水平系统性剖析番茄GDSL家族基因的序列特征与进化关系。