云南竹类植物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)含量比较

2. 实验试剂：50mM ATP溶液，50mM磷酸肌酸溶液，0.2mM NaHCO3溶液，160U/ml 磷酸肌酸激酶溶液，160U/ml磷酸甘油酸激酶溶液，160U/ml磷酸甘油醛脱氢酶溶液（U为酶活力单位），25mM RuBP溶液，5mM NADH，Rubisco提取介质（40mM Tris-HCl缓冲液，pH7.6，内含10mM MgCl2溶液，0.25mM EDTA，5mM谷胱甘肽），反应介质（0.1M Tris-HCl缓冲液，pH7.8，内含12mM MgCl2溶液，0.4mM EDTA）。

3实验步骤3.1 酶粗提液的准备取新鲜洗干净的条斑紫菜的丝状体和条斑紫菜的叶状体各1克，加入预冷的提取介质1ml，冰浴研磨10min，将样品在40C，10,000×g离心10min，弃沉淀；上清夜即是酶粗提液，置于00C备用（王维光，1985；张志良等，2003）。

3.3.2 Rubisco酶活力的测定按下表配制反应体系：试剂加入量ml5mM NADH 0.250mM ATP 0.2酶提取液0.150mM磷酸肌酸0.20.2mM NaHCO30.2反应介质1.4160U/ml磷酸肌酸激酶0.1160U/ml磷酸甘油酸激酶0.1160U/ml磷酸甘油醛脱氢酶0.1双蒸水0.3将配制好的反应体系混匀，倒入比色杯内，以蒸馏水为空白，在紫外分光光度计计上测量340nm处反应体系的OD值，作为零点值。

将0.1mlRuBp加入比色杯内，立即计时，每隔20s测一次OD值，共测3min。

以零点到第1min 的OD值下降的绝对值计算酶活力。

由于酶提取液中可能存在3-磷酸甘油酸（PGA），会使酶活力的测定产生误差，因此除上述测定外还需做一个不加RuBp的对照。

对照的反应体系与上述酶的反应体系完全一样，所不同的仅仅是把酶提取液放在最后加，加入后马上测定此反应体系340nm处的OD值，并记录前1min内OD值的变化量。

磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶（phosphoenolpyruvate carboxylase，PEPC）是一种重要的酶类，参与碳的代谢过程，在许多生物体中起着关键的作用。

该酶催化磷酸烯醇化合物和二氧化碳在碳代谢途径中的转化，将磷酸烯醇化合物转化为草酰乙酸（oxaloacetate）。

本文将对磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶的结构、功能和调节机制进行探讨。

磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶是一种转运酶（transcarboxylase），催化的反应是将磷酸烯醇化合物和碳酸转化为草酰乙酸。

该酶广泛存在于植物、细菌和真核生物的细胞质中，并且在植物中存在多个亚型。

PEPC在植物中起着重要的作用，特别是在光合作用的碳固定和二氧化碳浓缩中。

在一些C4植物（如玉米、甘蔗和高粱）中，PEPC被发现在叶肉细胞的细胞质中大量表达，它们参与光合作用的初始碳固定步骤。

因此，PEPC在植物的生长和发育中起着重要的调控作用。

磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶的结构是多样的，不同来源的酶具有不同的亚型和结构特征。

然而，这些结构中的酶都具有共同的特点，包括高度保守的活性位点和催化中心。

PEPC通常是由四个相同的亚基组成，每个亚基包含一个催化中心。

这些亚基通过非共价相互作用力（如离子键、氢键和疏水相互作用）相互结合形成四聚体结构。

在催化中心中，PEPC通过与金属离子（如锰、镁或钙）结合来促进催化反应。

磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶的功能主要体现在其对碳代谢途径的调控。

PEPC在光合作用过程中起到关键的作用。

在C4植物中，PEPC催化的反应是光合作用的第一步，将二氧化碳固定为草酰乙酸，然后将其转运到细胞鞘细胞中进行光合作用。

这种C4途径有效地减少了光呼吸对植物光合作用效率的影响。

另外，在某些条件下，PEPC还可参与细胞的呼吸过程，将草酰乙酸转化为磷酸烯醇化合物，从而提供能量。

磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶的活性受到多种因素的调节。

首先，PEPC的活性可通过调节其基因表达水平来实现。

3种石斛PEPC羧化酶活力比较任建武;王雁;彭镇华;张连成【摘要】石斛属植物具有兼性景天酸代谢植物特征,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶是该类植物碳代谢的关键酶.本研究选用3种石斛为材料,测定了其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性.结果表明,报春石斛晚间黑暗条件下酶活性较强,凌晨高达25μmolC02/ (m2·s),而在中午光照最充足时,酶的活性相对较弱；金钗石斛酶活性日变化特点与报春石斛相似,但是活性比较弱；鼓槌石斛的酶活性很弱,通常在8μmolC02/( m2 · s)以下,昼夜变化幅度很小,表现为黑暗状态下比光下更强.%The species within the genus of Dendrobium exhibited the characteristics of facultative Cras-sulacean acid metabolism plants. Aiming at clarifying carbon assimilation pathway of dendrobium, three Dendrobia were employed in this study, and measurement of PEPC activity was conducted by the means of ultraviolet spectrophotometer. The results indicated that PEPC activity of D. Primulinum from dark leaves was as strong as 25μmolC02/ ( m2 ? S) early morning, whilst it was relative ly weak at noon when sun light was bright, which to some certain concluded that D. Primulinum showed the characteristics of CAM plant. In terms of diurnal fluctuation of PEPC activity in D. Nobile was resembled to D. Primulinum. The PEPC activity in D. Chrysotoxum was very weak as below 8 |xmol CO2/ (m2 ? S) , and the magnitude of diurnal fluctuation was small as comparing to other two objects; anyway, its activity from dark leaves was stronger than one from illuminated leaves, the data from the trials means that D. Chrysotoxum is inclined to acting via C3 pathway.【期刊名称】《云南农业大学学报》【年(卷),期】2011(026)006【总页数】6页(P815-820)【关键词】石斛;景天酸代谢;磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶【作者】任建武;王雁;彭镇华;张连成【作者单位】北京林业大学生物科学与技术学院,北京100083;中国林业科学研究院林业研究所,北京100091;中国林业科学研究院林业研究所,北京100091;中国林业科学研究院林业研究所,北京100091;天津市滨海新区塘沽林业站,天津300450【正文语种】中文【中图分类】S682.31.01石斛属 (Dendrobium)为兰科 (Orchidaceae)的大属之一，包括1 400种［1］，分布于亚洲赤道两侧，南至大洋洲。

大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的克隆和表达作者：何晓亮李竹梁立强孟万利来源：《河北科技大学学报》2019年第02期摘要：为了更好地研究磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的結构和功能，采用PCR（聚合酶链式反应）、双酶切和细胞转化等基因工程方法对磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因进行克隆并使用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳进行表达分析，扩增出一个新的大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因，将其基因克隆到原核表达载体pET-30a上，并导入到大肠杆菌表达菌株BL21（DE3）中。

通过IPTG诱导成功表达出大肠杆菌的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶。

所提出的方法能够高效表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，为进一步大规模表达纯化和应用提供参考。

关键词：基因工程;大肠杆菌;磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶;基因表达;二氧化碳中图分类号：Q812文献标志码：AAbstract：In order to better study the structure and function of phosphoenolpyruvate carboxylase， the phosphoenolpyruvate carboxylase gene is cloned and expressed by PCR （polymerase chain reaction）， double enzyme digestion and cell transformation. The results showthat the new phosphoenolpyruvate carboxylase gene of Escherichia coli is successfully amplified andcloned into the prokaryotic expression vector pET-30a， and then introduced into Escherichia coli BL21 expression system. The phosphoenolpyruvate carboxylase of Escherichia coli is successfully induced by IPTG. The phosphoenolpyruvate carboxylase can be efficiently expressed by using the proposed method， which provides preparation for further scale expression， purification and application.Keywords：genetic engineering; Escherichia coli; phosphoenolpyruvate carboxykinase; protein expression; CO2磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）是一种存在于磷酸烯醇式丙酮酸和二氧化碳反应生成草酰乙酸过程中的催化酶[1-3]。

不同光质条件下铁皮石斛多糖含量与磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因表达变化林小苹;赖钟雄【摘要】以铁皮石斛试管苗为材料,研究不同光质下铁皮石斛磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和多糖积累的差异.结果表明:红、蓝和绿3种光质下多糖含量、PEPC 活性和PEPC基因表达量变化趋势基本一致,表现为红光＞蓝光＞绿光;在白光下则出现显著差异,呈现出基因表达量低、酶活性高、多糖含量高的特征,显示出光质对光合代谢调控的复杂性.%The effects of light quality on polysaccharide accumulation,PEPC activities and PEPC gene expression were investigated in Dendrobium officinale.The results showed that the change trends of PEPC activities,polysaccharide contents and PEPC expression levels were consistent in the descending order red light,blue light,reen light,whereas they appeared significantly different in the white light,showing lower PEPC gene expression-level,higher PEPC activities,and more polysaccharide accumulation,which implied the complexity of the regulation of different light quality on the photosynthetic metabolism.【期刊名称】《热带作物学报》【年(卷),期】2017(038)005【总页数】5页(P838-842)【关键词】光质;铁皮石斛;多糖含量;PEPC活性;PEPC基因表达量【作者】林小苹;赖钟雄【作者单位】漳州城市职业学院,福建漳州 363000;福建农林大学园艺植物生物工程研究所,福建福州 350002;福建农林大学园艺植物生物工程研究所,福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】S682.311漳州城市职业学院，福建漳州363000 2福建农林大学园艺植物生物工程研究所，福建福州350002光质对植物的生长、发育和代谢有一定的调节作用。

植物磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶及其编码基因研究进展杨玲玲（化学与生命科学学院2009级食品质量与安全监测专业学号091004024）指导教师：蔡英卿副教授摘要：本文主要介绍了C4植物中磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（PEPCK）及其编码基因在近年来的研究进展，以及对PEPCK的结构，功能,影响其活性的因素等方面进行讨论。

关键词：C4植物磷酸烯醇丙酮酸羧激酶编码基因光合速率磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK，EC4．1．1．49)催化如下的反应：OAA +ATP →PFP+ADP+CO2。

PEPCK主要作用是参与C4代谢途径的CO2固定作用。

其主要分布在C4植物的叶肉细胞的叶绿体内，形成CO2的浓缩机制为维管束鞘细胞的C3途径提供CO2。

近些年来利用生物技术已将编码该酶的基因(ppc)转移到C3作物中并得到了超量表达，因此，PEPCK成为改善C3作物光合作用重点关注的酶。

对PEPCK有两种形式：一种是存在于哺乳类、鸟类和昆虫等动物内的PEPCK．它利用GTP为底物，Mt 为70000 ；另一种存在于植物、细菌、酵母和藻类中，利用ATP作底物，这种PEPCK的蛋白质分子序列与动物中的不同。

植物的PEPCK与细菌、酵母和藻类的氨基酸序列比较接近，都有一个与ATP结合的保守序列，但来自植物的PEPCK 相对分子质量较太。

本文主要简述近年来对C4植物PEPCK的研究进展。

1 PEPCK的分布与定位1.1 PEPCK的分布1.2 PEPCK的定位2 PEPCK的蛋白结构和生理功能2.1 PEPCK的蛋白结构2.1.1相对分子质量2.1.2活化中心2.2 PEPCK的生理功能2.2.1 生糖作用2.2.2 浓缩CO22.2.3 细胞内的PH平衡2.2.4 其他作用3 PEPCK酶的调节3.1磷酸化调节3.2产物调节4 PEPCK的分子生物学4.1 PEPCK基因的结构特征4.2 PEPCK基因的克隆5 结语。

文献综述磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶综述[摘要]磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶( PEPC)广泛存在于高等植物、藻类及大多数细菌中, 催化C4光合作用固定CO2的第一步反应。

在过去的10年中关于 PEPC分子的一级结构研究已取得显著的进展, 最近, 通过X- 射线衍射分析阐明了大肠杆菌和米C4型PEPC分子的三维结构, 就这些研究进展进行总结。

关键词: 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶大肠杆菌 PEPC 玉米 C4型 PEPC 分子结构一、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的分子结构[1]PEPC (EC4.1.1.31)以 Mg2+或 Mn2+为辅助因子,催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)和HCO3-生成草酰乙酸( OAA)和无机磷酸的不可逆性反应。

PEPC广泛存在于光合生物, 如植物、藻类、蓝细菌和光合细菌中, 还存在于很多非光合细菌和原生动物中。

PEPC催化的反应为细胞各种组分的生物合成提供四碳二羧酸, 参与维持柠檬酸循环, 在初级代谢中有重要的补给作用, 在C4植物和CAM 植物的光合作用中催化大气中CO2固定的第一步反应, 是C4光合作用途径中最重要的酶之一。

所有已知的PEPC均是四聚体,四个相同亚基的分子量大约为95~110k Da。

大多数 PEPC是变构酶, 其活性调控方式为变构作用。

不同种类生物的PEPC有多种变构效应物。

把C4光合作用特异性的PEPC基因导入C3植物中,以期提高C3光合作用效率, 是目前植物基因工程的一个研究热点。

研究结果发现在转基因植物中PEPC的活性也如同在C4植物中一样, 受代谢产物如苹果酸, 6-磷酸葡萄糖(Gluc6-P)和可逆性磷酸化的共价修饰调控。

由于PEPC的变构调控方式和机理很复杂,使PEPC的转基因操作得不到预期的结果, 为此PEPC的分子特性需要通过基因工程改造使之更适合转基因操作的要求。

对PEPC分子结构的研究可以为基因工程改造PEPC的分子特性提供理论依据、为提高C3光合作用固定CO2的效率和作物的产量提供有益的启示。

磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白参与植物抗病磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白（phosphoenolpyruvate carboxylase，PEPC）是植物中一种重要的酶类，参与了植物的生长发育以及病害抗性方面的调节。

磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白在植物中广泛分布，包括了细胞质、叶绿体以及线粒体等亚细胞结构中，其主要作用是在CO2固定途径中转移CO2，供给植物进行合成反应，同时也可以调节植物的碳和氮的代谢，在植物的生长发育及逆境环境中发挥重要的作用。

同时，磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白也可以参与植物的光合作用、呼吸等多种代谢通路中。

除了上述的生理作用外，磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白在植物的病害防御中也扮演着重要的角色。

研究表明，磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白的表达水平和活性发生了改变，可以影响植物对病原体的抗性。

在一些非生物胁迫和生物胁迫（如病原菌、真菌、病毒等）的情况下，植物的磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白的活性明显增加，这有助于植物增加对外来病原体的抵抗力。

例如，在棉花的病毒侵染中，磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白的表达水平发生显著变化，同时也与棉花的病毒感染程度密切相关。

研究发现，植物中磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白的活性会受到多种因素的影响。

在病原体的攻击下，植物可能会释放出一些前体物质，如异戊酸和丙酮酸等，此时磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白将会被激活，从而增强植物的抗病能力。

同时，在植物的光合作用过程中，磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白的活性也会发生变化，促进植物的碳代谢及胁迫响应等过程。

除此之外，磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白的表达水平也可以受到基因调控的影响。

目前研究表明，植物中有多种转录因子在调控磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白基因的表达水平，从而影响其活性和功能。

这也为我们深入研究植物的病害抗性机制提供了一定的理论依据。

总之，磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白在植物的生长发育及病害抗性等方面都发挥着重要的作用。

未来需要继续加强对磷酸烯醇丙酮酸羧化酶蛋白的机制研究，深入分析其在植物中的功能及其调节机制，为植物的病害防治以及生长发育等过程提供重要的科学依据。