註冊 (accession no. AY667492 ),其也含蓋起始 (ATG) 到終止密碼子 (TAA) 的完整 ORF,演繹出 735 個胺基酸 (VrSBEI;圖二十一),預估 分子大小約為 84 kDa,pI 為 6.35。經同上比對,其序列組成同樣與菜豆 及豌豆相似度最高,cDNA 序列部分發現和菜豆的 pvsbe1 (AB029549) 全長序列的重疊部分有 95%的相同性,和豌豆的 sbeI (X80009) 有 88%
的相同性。而胺基酸序列部分,發現和菜豆 PvSBE1 蛋白質最為相似,
有高達 95%的同質性 (表八),差異僅在於綠豆 VrSBEI 較 PvSBE1 (847 a.a.) 在 C 端短少 112 個胺基酸 (圖二十二)。
當單獨比較 VrsbeII 與 VrsbeI 序列,發現兩異構型之 cDNA 相同性 只有 59%,胺基酸同質性也只有 56% (表八),因此推測,VrsbeII 與 VrsbeI 是屬於不同的 mRNA 族群所表現。相對於菜豆之 pvsbe2、 pvsbe1 cDNA,兩者相同性有 60%,胺基酸同質性有 57 %,因此,可預知這差 異性或許也會影響綠豆 SBE 異構型的催化特性如 Km、轉移鏈的長度、
對受質的專一性等。
3.2 VrSBEII 與 VrSBEI 之酵素活性區域結構
經由與各種不同植物 SBE 胺基酸序列的並排比對,顯示綠豆之 SBEI 與 II 也具有符合α-amylase family 的特徵,包括(β/α)
8
-barreal domain 及四個活化部位的保留區域 (Jespersen et al., 1993 ; Svensson, 1994 )。此 相關位置在綠豆 VrSBEII 分別為 HSHS
/A
S (410- 414)、GFRFDGVT (474-481)、G
/A
EDVS (532-536) 及 AESHDQ (597- 602)。其中值得注意 的是,在G
/A
EDVS 的區域中,”G”主要出現在 SBEII 異構型,而 A 則出 現在 SBEI 異構型 (圖二十二) 與 Martin and Smith (1995) 報告相符合 (圖三)。3.3 比對分析綠豆與各種植物 SBE 胺基酸序列間的差異
經利用 Pretty 程式功能作序列並排比對,發現兩種 SBE 異構型間有 下列幾點差異 (圖二十二):
3.3.1 N 端序列
前人研究指出 SBEII 的主要特徵為 N 端序列較 SBEI 長且各物種之 SBEII N 端部分序列的相似性很低 (Burton et al., 1995);前人也發現 SBEII-specific N- terminal 序列含有許多 Ser 且末端含有二或三個連續的 Pro 殘基 (即 PP 或 PPP) (Burton et al., 1995;Sun et al., 1998),而綠豆 VrSBEII 之序列則為 PRP。 Burton et al. (1995) 及 Martin and Smith (1995) 報告中指出,這種 N- terminal domain 可能是一個 ”flex -ible arm”,扮演 著影響 SBE 與其他酵素間或 SBE 與澱粉顆粒間接觸的角色,此特性也 可能適用於綠豆的情況。
3.3.2 連接 β-strand 與 α-helice 間的 loop
綠豆 VrSBEII 之序列,在 β-strand 8 與 α-helice 8 間的 loop,也發現 有一段由 11 個胺基酸組成的序列 eQXLPnGsviP (675-685),大寫表示完 全相同、小寫表示並非 100%相同,而 X 則表示可為任何胺基酸,前人 研究指出這 loop 特性存在所有的 SBEII,然而 SBEI 則缺乏 (Burton et al., 1995),當綠豆 SBEII 與 I 比較時,發現亦有此特性。
綠豆 VrSBEI 之序列較 VrSBEII 多出 3 個額外的胺基酸 VGQ
(367-369),與 Burton et al., 1995 報告結果相同,且經由與各種植物 SBE 比對 (圖二十二),結果顯示這 3 個額外的胺基酸僅存在於 SBEI;此 外,尚有一段由 8 個胺基酸組成的序列 PEGiPGIP (738-745),以菜豆 PvSBEI 序列表示,也僅出現在 SBEI,大寫表示完全相同、小寫表示 並非 100%相同,然而因綠豆 VrSBEI 序列較短 (735 a.a.),而大部分 物種 SBEI 序列範圍 820-847 a.a.,所以綠豆 VrSBEI 亦缺乏此段序列。
3.4 預測訊息胜肽 (signal peptide) 之切位
根據神經網路系統工具,TargetP (www.cbs.dtu.dk/services /TargetP/) (Emanuelsson et al., 2000; Nielsen, et al., 1997) 分析綠豆 VrSBEII 及 VrSBEI 胺基酸序列,結果預測出分別在 VrSBEII 之 Lys 47-Ser 48 和 VrSBEI 之 Ser 12-Val 13 的位置,可能為訊息胜肽 (signal peptide) 之切位;並且發現 VrSBEII 之切位與菜豆及豌豆很接近 (Burton et al., 1995;Hamada et al., 2001),然而,VrSBEI 則明顯不同 (表四)。此預測結果,仍需進一步將具 有酵素活性的 VrSBEI 與 VrSBEII 從綠豆純化出來後,再經由蛋白質的 N 端定序加以證實。
表四、綠豆與菜豆及豌豆之 signal peptide 切位的比較
Family A Family B Family A Family B Family A Family B
Mungbean