O objetivo é a identificação e análise abrangente do gene O-metiltransferase no cártamo, e a exploração do gene chave de O-metiltransferase capaz de catalisar a metilação de compostos flavonoides, para fornecer base para elucidar o mecanismo molecular da formação da diversidade estrutural dos compostos flavonoides no cártamo. O método baseia-se nos dados genômicos de alta qualidade do cártamo obtidos anteriormente pela equipe de pesquisa, usando um modelo oculto de Markov para identificação sistemática dos genes O-metiltransferase tipo I no cártamo. Utilizando várias ferramentas bioinformáticas online, foram analisadas as propriedades físico-químicas, estrutura gênica, motivos conservados, localização cromossômica, eventos de duplicação gênica e análise de colinearidade dos genes identificados. Ademais, por meio de um sistema de expressão procariótico em Escherichia coli, realizou-se a expressão heteróloga dos genes-alvo e verificou-se suas funções por reações enzimáticas in vitro. Os resultados selecionaram 31 genes O-metiltransferase tipo I no cártamo. Clonou-se com sucesso um gene metiltransferase CtFOMT1 do cártamo, cuja proteína codificada foi expressa de forma solúvel em E. coli e purificada em alta concentração por cromatografia de afinidade com Ni²⁺. Ensaios enzimáticos in vitro indicaram que CtFOMT1 pode usar S-adenosilmetionina como doador de metila para catalisar a metilação do 4′-OH da naringenina para formar isosakuranetina; catalisar a metilação do 4′-OH da luteolina para formar kaempferol; e catalisar adicionalmente a metilação do 3′-OH do kaempferol para formar 4′-metilkaempferol. Conclusão: CtFOMT1 pode catalisar a metilação dos grupos 4′-/3′-OH no esqueleto flavonoide, sugerindo sua participação na biossíntese de vários flavonoides 4′-/3′-oxi-metilados no cártamo.

cártamo;O-metiltransferase;compostos flavonoides;clonagem gênica;análise funcional