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葫芦素是药西瓜中重要的药用活性成分,具有抗炎、保肝、抗癌、提高机体免疫力等多种生物活性功能。植物体内葫芦素配糖体与葫芦素的含量相当,已有研究表明葫芦素E配糖体(CuE-Glu)是决定药西瓜苦味的主要因素。UDP-糖基转移酶是催化葫芦素形成葫芦素配糖体的关键酶。本研究以药西瓜“WM9”品种叶片为材料,成功克隆了两个UDP-糖基转移酶基因的cDNA序列,并对其进行了原核表达分析。本实验采用RT-PCR法,成功获得1,546 bp和1,559 bp的基因全长序列,分别命名为UDP-E1和UDP-E2。对扩增获得的编码序列进行生物学信息分析,确定UDP-E1基因的完整开放阅读框(ORF)为1314bp,可编码氨基酸437个,蛋白质命名为:UDP-E1,理论分子量为49.02kDa,等电点为5.99,属于稳定蛋白质。UDP-E2基因的ORF为846bp,可编码氨基酸281个,蛋白质命名为:UDP-E2,理论分子量为32.78 kDa,等电点为5.23,属不稳定蛋白质,这两个基因属于糖基转移酶超家族。通过分析发现这两个基因的氨基酸序列均不具有跨膜结构,不具有信号肽结构。蛋白质二级结构表明,蛋白UDP-E1中存在37.76%的无规则卷曲,α-螺旋和β-折叠分别占40.50%和21.74%。蛋白UDP-E2中存在44.84%的无规则卷曲,α-螺旋和β-折叠分别占35.59%和19.57%。序列多重比对及进化树分析表明基因UDP-E1和UDP-E2均与香瓜、黄瓜的UDP-糖基转移酶基因序列相似性最高。克隆基因UDP-E1和UDP-E2开放阅读框,连接到pET28a载体中,成功构建工程菌株 BL21(DE3)/pET28a-UDP-E1-ORF 和 BL21(DE3)/pET28a-UDP-E2-ORF。菌株经异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)常规诱导,外源蛋白表达量分别达到19.7%和17.1%。工程菌株过表达蛋白常规条件下以包涵体形式存在,通过优化诱导条件,可溶性蛋白的表达量分别为5.8%和3.1%,本研究结果为后续相关研究提供一定的理论基础。