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摘要
资源性蓝藻-葛仙米（Nostoc sphaeroides）中血红素氧合酶（heme oxygenase， HO）基因克隆并进行原核细胞表达，氨基酸序列比对与分子进化分析，Swiss-model高级结构模拟，以明确该基因编码蛋白的分子进化地位和高级结构。结果显示：葛仙米血红素氧合酶基因Ns-HO1密码区全长为678 bp， 预编码一含225个氨基酸的蛋白质；Ns-HO1与同源蛋白氨基酸相似性达90.3%， 存在少部分位点替换突变，但底物血红素的预结合位点（如Arg10， Tyr125）及金属离子结合位点（His17）等关键位点的氨基酸保持稳定；构建表达载体，葛仙米Ns-HO1基因在大肠杆菌中成功诱导表达，SDS-PAGE检测目的蛋白大小近26.0 kDa; 分子进化树分析显示Ns-HO1与普通念珠藻、发状念珠藻中同源蛋白聚类于同一分支，并与点状念珠藻中同源蛋白具有最近的共同祖先。Ns-HO1蛋白多肽链能够形成8个主要α-螺旋；其中N和C末端的两个α-螺旋与第四螺旋共同为Ns-HO1高级结构提供底面支撑，其它螺旋围绕该底面进一步延展并充填其中，形成Ns-HO1分子的类夹心式结构；其高级结构中，含血红素预结合位点氨基酸的几个肽段形成的螺旋（第一、 五和七螺旋）位于Ns-HO1分子外围；侧视之，这些分支螺旋为形成Ns-HO1夹心空间以利于底物血红素锚定和产物及时释放提供了重要条件。本研究为深入了解与运用葛仙米血红素氧合酶基因的生物学功能和资源提供了基础。
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