植物脂氧合酶研究进展
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酶法合成植物甾醇酯工艺的研究进展董玲;郑明明;郭萍梅;李文林;黄凤洪【摘要】植物甾醇酯是一类具有降低血清胆固醇、预防心血管疾病等功效的新型功能食品添加剂.脂肪酶催化合成植物甾醇酯的途径包括与脂肪酸直接酯化、与三酰甘油酯或脂肪酸甲酯进行转酯化.介绍了国内外近年来脂肪酶催化合成植物甾醇酯的方法,并展望其开发前景,为研发环保、高效、可靠、安全的植物甾醇酯合成技术提供思路.%Phytosterol esters are kinds of novel functional food additives in lowering serum cholesterol and preventing cardiovascular disease. Phytosterol esters can be efficiently prepared from the sterols via lipase -catalyzed esterification with fatty acids and transesterification with fatty acid methyl esters or triacylglycer-ols. The synthesis methods of phytosterol esters via lipase - catalysis at home and abroad were described as well as development prospect, so as to offer reference for the research of phytosterol esters synthesis process in environmental protection,high productivity,feasibility,high security way.【期刊名称】《中国油脂》【年(卷),期】2012(037)006【总页数】5页(P58-62)【关键词】植物甾醇酯;脂肪酶;酯化;转酯化【作者】董玲;郑明明;郭萍梅;李文林;黄凤洪【作者单位】华中农业大学食品科技学院,武汉430070;中国农业科学院油料作物研究所,武汉430062;中国农业科学院油料作物研究所,武汉430062;中国农业科学院油料作物研究所,武汉430062;华中农业大学食品科技学院,武汉430070;中国农业科学院油料作物研究所,武汉430062【正文语种】中文【中图分类】TQ645.9;TS218Abstract:Phytosterol esters are kinds of novel functional food additives in lowering serum cholesterol and preventing cardiovasculardisease.Phytosterol esters can be efficiently prepared from the sterols via lipasecatalyzed esterification with fatty acids and transesterification with fatty acid methyl esters or triacylglycerols.The synthesis methods of phytosterol esters via lipase-catalysis at home and abroad were described as well as development prospect,so as to offer reference for the research of phytosterol esters synthesis process in environmental protection,high productivity,feasibility,high security way.Key words:phytosterol esters;lipase;esterification;transesterification植物甾醇是天然存在于植物中的一类微量活性成分,主要来源于菜籽油等植物油的脱臭馏出物,有着与胆固醇相似的甾核结构及稳定细胞膜中磷脂双层的功效,因此能降低血清胆固醇与低密度脂蛋白胆固醇水平,具有抗癌、抗动脉粥样硬化、抗氧化等功能,被誉为“生命的钥匙”[1-3]。
茉莉酸类是植物中很重要的一类生长调节剂,对植物生长发育以及免疫应激方面具有很重要的作用,对它的研究也给了科研人员许多新的启发。
1.茉莉酸的信号通路以及茉莉酸合成途径关键酶基因的研究进展目前对于茉莉酸作用的信号通路在模式植物中的研究已经大致清楚,近来李传友研究组以番茄为模式进行的研究表明,MYC2-MED25 功能复合物在激活茉莉酸信号的同时,也调控其终止,机制类似于负反馈调节,有利于及时终止信号避免浪费能量。
信号传导途径中的相关基因的功能鉴定也逐渐见于报道上。
已有综述总结了茉莉酸信号传导通路中相关的转录因子对于生物碱,萜类等次生代谢产物的调节机制,这对于次生代谢产物的生物合成具有重要意义,并且也进一步说明了植物激素调节网络的复杂性即既调节初级代谢影响植物的生长发育也通过对次级代谢的调节来影响植物的药用功效。
目前对茉莉酸信号通路中BHLH 家族的研究较多,MYC2,MYC3,MYC4均参与了启动信号通路和相关基因的表达。
JA信号传导途径中涉及的蛋白质和转录因子家族较多,研究有待进一步深入。
茉莉酸合成从亚麻酸开始,包括的关键酶有脂氧合酶,丙二烯氧化物合成酶,丙二烯氧化物环化酶,OPDA 还原酶,β-氧化酶,茉莉酸甲基化酶。
目前对于不同植物茉莉酸合成途径中关键酶基因的研究主要集中于不同的外源信号对于这些基因的表达量的影响,基因的克隆和酶的亚细胞定位,组织特异性分析以及基因功能的研究上。
孙婷婷等人通过RT-PCR克隆了甘蔗合成中的关键酶OPR的基因,并对其进行了生物信息学的相关分析,探讨了ScOPR基因在MeJA,SA,ABA三种激素胁迫下的表达,由此得出此基因可能依赖SA,ABA信号通路以及JA的合成来发挥对于病原菌的防御作用。
2.茉莉酸生理作用的研究进展茉莉酸类植物激素具有抑制植物生长,促进衰老,增加植物的抗虫害,抗病害能力等作用。
近年来相继有研究报道了茉莉酸作为一种信号分子在植物受到病虫侵害时,能够激活植物的抗性。
茉莉酸和茉莉酸甲酯生物合成及其调控机制李清清;李大鹏;李德全【摘要】近年来茉莉酸类物质作为重要的信号分子引起了广泛的关注.从茉莉酸的生物合成入手,概述了茉莉酸类物质作为信号分子在植物胁迫响应及生长发育中作用的研究进展.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2010(000)001【总页数】6页(P53-57,62)【关键词】茉莉酸类;脂氧合酶途径;代谢;胁迫响应【作者】李清清;李大鹏;李德全【作者单位】山东农业大学生命科学学院,作物生物学国家重点实验室,泰安271018;山东农业大学生命科学学院,作物生物学国家重点实验室,泰安271018;山东农业大学生命科学学院,作物生物学国家重点实验室,泰安271018【正文语种】中文大量研究表明小分子物质在植物对胁迫响应以及生长发育中有重要的意义,如茉莉酸类(jasmonates,JA s),主要包括茉莉酸(jasmonic acid,JA)和茉莉酸甲酯(methyle jasmonate,MeJA)。
当植物受到生物(如昆虫、真菌激发子等)和非生物(如干旱、高盐和低温等)胁迫时,他们作为信号分子会诱导相关抗逆基因的表达,从而增强植物的抗逆性。
1962年,Demole等首次从素馨花中发现并提取出茉莉酸甲酯,经过多年的研究发现茉莉酸类物质的结构与其生物活性有着密切的联系。
如图1所示,茉莉酸及其衍生物茉莉酸甲酯都具有环戊烷酮结构。
由于 C-3和 C-7是手性碳原子,因此它们具有 4种旋光异构体,分别为(3S,7R)-JA[(+)-7-iso-JA],(3R,7S)-JA[(-)-JA],(3R,7R)-JA[(-)-7-iso-JA],(3S,7S)-JA[(+)-JA]。
其中后 2种是人工合成的,并且当 C3是 R 构型时活性最强[1,2]。
通过生物碱的构成[3],根的卷须盘绕[3],茎块的形成以及基因的表达[5]等试验得出:(1)茉莉酸的侧链戊烯基是主要的活性结构,C-11和 C-12的羟基化或降解都会影响其生物活性。
植酸酶活性测定方法的研究进展陈琛【摘要】本文综述了植酸酶的分析测定方法,包括传统的分光光度法及近年来新发展起来的近红外光谱法、琼脂平板法、酶联免疫吸附法、生物传感器法、反相高效液相色谱法等.【期刊名称】《中国饲料》【年(卷),期】2010(000)020【总页数】4页(P16-18,22)【关键词】植酸酶;测定方法;活性【作者】陈琛【作者单位】陕西理工学院【正文语种】中文【中图分类】S816.17植酸酶广泛存在于动物、植物和微生物中,能将植酸分解为肌醇和无机磷的一类磷酸单脂水解酶。
文章介绍了植酸酶活性的测定方法,除了以前的传统方法外,近10多年植酸酶活性检测出现了许多新的方法,如近红外光谱法、琼脂平板法、酶联免疫吸附法、生物传感器法、高效液相色谱法等,这些新方法为植酸酶活性测定开辟了新的检测途径。
1 植酸酶活性测定方法的发展及意义1.1 植酸酶活性测定方法的发展植酸酶发现至今已经有100余年,植酸酶的研究已经取得了丰硕的成果。
回顾植酸酶活性的测定方法:1925年Fiske-SubbaRow 法,即钼黄法,因由Fiske和SubbaRow两人发现,所以早期钼黄法也叫Fiske-SubbaRow法;1943年Holman等发现了硫酸亚铁-钼蓝法,曾在国外许多国家发展为植酸酶测定的标准方法,至今还在许多研究中采用(Fu等,2008;Huang 等,2008);1981 年 Heinonen 和 Lahti建立了丙酮-磷钼酸铵法。
植酸酶活性的测定方法除了这些传统的方法外,近10多年来随着科学技术和检测手段的提高,植酸酶活性分析检测及标准化方面出现了许多新的方法,并颁布了新的标准,如近红外光谱法(NIR)、琼脂平板法、酶联免疫吸附法(ELISA)、生物传感器法、反相高效液相色谱法(RP-HPLC)等。
1.2 植酸酶活性测定意义植酸酶没有特定光吸收波和鉴定试剂,所以植酸酶的分析和活性测定比较困难(Lasztity等,1990)。
植物细胞色素P450酶系的研究进展及其与外来物质的关系Ξ刘 宛 李培军 周启星 许华夏 孙铁珩 张春桂(中国科学院沈阳应用生态研究所痕量物质生态过程开放实验室,沈阳110015)摘 要 植物细胞色素P450是分子量为40—60K D 、结构类似的一类血红素2硫铁蛋白。
它以可溶性和膜结合两种形态存在于植物细胞内,可催化多种化学反应,在防御植物免受有害物质侵害方面具有重要作用。
目前已克隆90多个植物细胞色素P450基因。
本文概述了植物P450基因表达调控与环境、发育、组织特异性关系的研究进展。
认为植物P450同工酶在环境毒物生物修复和在抗外源毒素的转基因植物方面具有很高的应用前景。
关键词 植物 细胞色素P450 基因克隆 外来物质The research progress of plant cytochrome P450enzymes and their relationship with xenobioticsLiu wan Li Peijun Zhou Qixing Xu Huaxia Sun Tieheng Zhang Chungui(Laboratory of Ecological Process of Trace Substances in Terrestrial Ecosystems ,Institute of Applied Ecology ,Chinese Academy of Sciences ,Shenyang 110016)Abstract Plant cytochromes P450enzymes are a diverse array of heme 2thiolate proteins with similar structure in the range of molecular weight 40to 60KD.They are found in vari 2ous subcellular locations in soluble and membrane 2bound forms and play an important role in preventing the plants from injury of harmful substances by catalyzing many kinds of reaction.At present ,more than 90genes for cytochromes P450in plants are cloned.The research progress of expression of plant P450gene family is discussed in relation to regulation in re 2sponse to environmental and developmental cues and tissue location.It is thought that the application prospectives for the bioremediation of environmental toxicants by plant P450isozymes and for expressing these P450s in transgenic plants with anti 2exotoxicants are high.K ey w ords plant ;cytochrome P450;gene clone ;xenobiotics 随着科学技术的进步和工业的发展,有机化学品的生产量不断增加。
植物低温胁迫响应及研究方法进展植物是一类复杂的生物体,它们在生长发育过程中会受到各种内部和外部环境的影响。
温度是植物生长发育中一个至关重要的环境因素,而植物低温胁迫则是指植物在遭受低温环境下所产生的生理和生化变化。
随着气候变化的加剧,植物低温胁迫已经成为了制约植物生长发育和产量的重要环境因素之一。
对植物低温胁迫响应及其研究方法的不断深入,对于揭示植物在低温环境下的生理生化机制,提高植物抗低温胁迫能力,以及培育耐低温植物品种等方面具有重要意义。
植物低温胁迫响应及其研究方法的进展主要包括以下几个方面:一、植物对低温胁迫的生理生化响应1. 低温胁迫对植物生长发育的影响:低温胁迫对植物生长发育产生着广泛而复杂的影响,包括抑制生长、妨碍营养物质的吸收和运输、影响叶绿素合成和光合作用等。
低温胁迫还会引发植物细胞膜的脂质过氧化,导致细胞膜的损伤和渗漏。
2. 低温胁迫对植物生理生化过程的影响:低温胁迫会改变植物的代谢通路和酶活性,导致能量代谢和物质合成的紊乱,影响植物的正常生理生化过程。
低温胁迫还会引发氧化应激反应,导致活性氧的产生和积累。
3. 低温胁迫对植物的信号传导及适应机制:植物在受到低温胁迫时会产生一系列的信号传导通路,触发一系列的适应性反应。
这些反应包括适应性蛋白的合成、抗氧化酶的活化、活性氧的清除等,帮助植物更好地适应低温环境。
1. 生物学方法:生物学方法是研究植物低温胁迫响应的常用方法之一。
通过对植物在低温胁迫下的形态结构、生理生化过程以及产生的适应性变化进行观察和分析,可以揭示植物在低温环境下的生理生化机制。
4. 遗传工程方法:遗传工程方法是利用转基因技术,通过引入特定基因或调控基因表达,提高植物对低温胁迫的抗性。
通过对植物抗低温相关基因进行克隆、表达和功能研究,可以揭示植物应对低温胁迫的分子机制,为培育具有抗低温性状的植物品种提供理论依据。
三、植物低温胁迫响应研究的前景与挑战在植物低温胁迫响应及其研究方法的研究中,已取得了一系列重要的成果。
园艺学报 2011,38(2):379–388 http: // www. ahs. ac. cn Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@ 植物萜类合成酶及其代谢调控的研究进展岳跃冲,范燕萍*(华南农业大学园艺学院,华南农业大学花卉研究中心,广州 510642)摘 要:萜类是植物中一类重要的次生代谢物,具有重要的生理生态作用及经济价值。
萜类合成酶是萜类化合物形成的关键酶,包括单萜合成酶、倍半萜合成酶和二萜合成酶等,其种类和功能决定了萜类的多样性。
萜类合成代谢具有明显的组织特异性,并受植物发育进程的调控,外界生物与非生物因子对其代谢有显著影响。
基因工程技术在一定程度上改变了转基因植株中萜类的组分和含量。
综述了近年来在萜类合成酶结构、分类和作用机理以及萜类代谢调控的研究进展。
关键词:萜类合成酶;萜类生物合成;代谢调控;花香中图分类号:S 68 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2011)02-0379-10The Terpene Synthases and Regulation of Terpene Metabolism in PlantsYUE Yue-chong and FAN Yan-ping*(College of Horticulture,Center of Flower Research,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)Abstract:Terpenoids are important secondary metabolites in plants,which have important physiological and ecological functions as well as economic values. The terpene synthases including monoterpene synthases,sesquiterpene synthases and diterpene synthases,are critical enzymes for the formation of terpenoids. The metabolism of terpenes is characterized with tissure-specificity,which is regulated by developments and by biotic and abiotic factors as well. In addition,the components and contents of terpenoids in transgenic plants can be altered,to some extent,by using genetic engineering. This review mainly summarizes the recent research progress in structure,classification and metabolism of terpene synthases. The regulation of terpene metabolism is also discussed.Key words:terpene synthases;terpene biosynthesis;metabolic regulation;floral fragrance花的香味在植物繁殖过程中发挥了重要的作用,而萜类化合物是组成花香的主要成分之一(Pichersky & Dudareva,2007)。
脂肪酶与生物柴油的催化合成摘要:脂肪酶已成为工业生产所需的一种重要用酶。
已广泛应用于食品、药品、日用化工等领域。
本文综述了脂肪酶的结构、应用、催化机理以及在生物柴油生产中的研究进展。
关键词:脂肪酶,催化机理,生物柴油0 前言脂肪酶,又称甘油酯水解酶,是指分解或合成高级脂肪酸和丙三醇形成的甘油三酸酯的酯键的酶,它是一类具有多种催化能力的酶,被广泛用于三脂酰甘油及其他一些水不溶性脂类的水解、醇解、酯化、转酯化及脂类逆向转酯反应酯类的逆向合成反应[1]中。
图1、2 脂肪酶催化酯相关的反应脂肪酶的种类众多,包括磷酸酯酶、固醇酶和羧酸酯酶等。
广泛存在于含有脂肪的动、植物和微生物(如霉菌、细菌等)组织中。
比如高等动物的胰脏和脂肪组织、油料作物的种子、真菌和酵母等都含有较多的脂肪酶。
脂肪酶的分子量因其来源不同而差异很大,不同来源的脂肪酶,其氨基酸组成数目从200-700不等,其分子量也从29-100kDa不等。
1 脂肪酶的结构功能与应用1.1 脂肪酶的功能脂肪酶作为酯水解酶,自然可以催化酯的相关反应,比如酯的水解、酯的合成、酯交换等反应,脂肪酶对生命体的代谢起到重要的作用:动物体内,各类脂肪酶控制消化,吸收,脂肪重建和蛋白质代谢等过程;当油料种子发芽时,脂肪酶能与其他的酶协同发挥作用催化分解油脂类物质生成糖类,提供种子生根发芽所必须的养料和能量。
脂肪酶的最适温度一般在30-60℃之间,最适pH一般为6-10,不同来源的脂肪酶的最适合的温度和最适合的pH差异比较大。
1.2 脂肪酶的结构及催化机理脂肪酶基本组成单位仅为氨基酸,通常只有一条多肽链。
它的催化活性仅仅决定于它的蛋白质结构。
对脂肪酶活性中心的研究发现,八联体β-折叠间隔被两亲的α-螺旋连接起来共同构成了脂肪酶的活性中心,不同的脂肪酶都有一个相似的起催化作用的“Ser-Asp/Glu-His”三联体,三个氨基酸残基分别位于活性中心具有疏水性的β5、β7、β8折叠片的后面[2]。
粮食与油脂0414ls01-012014年第27卷第1期13植物甾醇酯制备方法研究进展邓 涛1,黄 岩1,何本桥1,李建新1,曹玉平2(1. 天津工业大学材料科学与工程学院, 天津 300387;2. 中粮天科生物工程(天津)有限公司, 天津 300457)摘 要:植物甾醇酯作为一种能够改善植物甾醇油溶性、降低胆固醇、降血脂和预防动脉硬化的新型功能性食品添加剂,近年来在国际食品行业中得到广泛应用和关注。
该文对植物甾醇酯制备方法进行归纳总结,分析和对比了各种制备方法优缺点,为高催化效率、易分离、无残留、低成本的催化体系研究及高效、绿色植物甾醇酯合成工艺研究提供参考。
关键词:植物甾醇酯;植物甾醇;催化剂;制备Investigation progress of preparation methods of phytosterol estersDENG Tao 1,HUANG Yan 1,HE Ben-qiao 1,LI Jian-xin 1,CAO Yu-ping 2(1. College of Material Science and Engineering ,Tianjin Polytechnic University ,Tianjin 300387,China ;2. COFCO Tech. Bioengineering (Tianjin ) CO.,Ltd ,Tianjin 300457,China )Abstract :Phyt o ster o l esters are kinds o f n o vel fun c ti o nal f oo d additives with impr o ving o il–s o lublity ,l o wering serum c h o lester o l and preventing arteri o s c ler o sis . In re c ent years ,phyt o ster o l esters have been widely used and co n c erned in the internati o nal f oo d industry . We summarize vari o us preparati o n meth o ds o f phyt o ster o l esters . The main synthesis o f phyt o ster o l esters are bi o l o gi c al and c hemi c al c atalyti c synthesis . The prin c iple ,te c hn o l o gy and appli c ati o n c hara c teristi c o f these meth o ds and the advantages and disadvantages o f the meth o ds are dis c ussed in o rder t o o ffering co nsults f o r the synthesis and appli c ati o n resear c h o f phyt o ster o l esters .Key words :phyt o ster o l esters ;phyt o ster o ls ;c atalyst ;preparati o n 中图分类号:TS221文献标识码:A文章编号:1008―9578(2014)01―0013―05收稿日期:2013–10–14作者简介:邓涛(1989~ ),男,研究生,主要从事有机催化合成研究。
活性氧与植物抗氧化系统研究进展白英俊;李国瑞;黄凤兰;李威;丛安琪;陈永胜【摘要】活性氧(ROS)是在植物体内产生的氧化能力很强的氧.植物体内存在着抗氧化系统,对调控活性氧的平衡起了关键作用.系统概述了植物活性氧的种类、产生、检测、伤害及植物抗氧化系统的清除机制等方面的研究进展,为今后利用生物工程技术合成同工酶,提高植物对不良环境的抗性奠定了基础.%Reactive oxygen species ( ROS) is a highly oxidizing oxygen produced in plants .Plant antioxidant system played a key role to balance the regulation of active oxygen.The research of active oxygen ofspecies,generation,detection,injury and scavenging mechanism of plant antioxidant system were introduced,which could be used to synthesize isoenzymes and improve plant resistance to adverse environment .【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2017(045)036【总页数】3页(P1-3)【关键词】活性氧;抗氧化系统;抗逆性【作者】白英俊;李国瑞;黄凤兰;李威;丛安琪;陈永胜【作者单位】内蒙古民族大学,内蒙古通辽028000;内蒙古民族大学,内蒙古通辽028000;内蒙古自治区高校蓖麻产业工程技术研究中心,内蒙古通辽028000;内蒙古自治区蓖麻育种重点实验室,内蒙古通辽028000;内蒙古自治区蓖麻产业协同创新培育中心,内蒙古通辽028000;内蒙古民族大学,内蒙古通辽028000;内蒙古自治区高校蓖麻产业工程技术研究中心,内蒙古通辽028000;内蒙古自治区蓖麻育种重点实验室,内蒙古通辽028000;内蒙古自治区蓖麻产业协同创新培育中心,内蒙古通辽028000;内蒙古民族大学,内蒙古通辽028000;内蒙古民族大学,内蒙古通辽028000;内蒙古民族大学,内蒙古通辽028000;内蒙古自治区高校蓖麻产业工程技术研究中心,内蒙古通辽028000;内蒙古自治区蓖麻育种重点实验室,内蒙古通辽028000;内蒙古自治区蓖麻产业协同创新培育中心,内蒙古通辽028000【正文语种】中文【中图分类】S-3活性氧(ROS)简单的来说就是氧化能力很强的氧。
北京索莱宝科技有限公司第1页,共3页植物中脂氧合酶(LOX)活性检测试剂盒说明书微量法注意:正式测定前务必取2-3个预期差异较大的样本做预测定。货号:BC0325规格:100T/96S
产品内容:提取液:液体100mL×1瓶,4℃保存。含不溶性物质,使用前混匀即可。试剂一:液体22.5mL×1瓶,4℃保存。试剂二:粉剂×1瓶,4℃保存。临用前加入5mL试剂一,充分溶解,滴加0.1mL0.2mol/LNaOH至溶液澄清。
产品说明:LOX广泛存在于植物组织中,特别是黄豆种子中。催化不饱和脂肪酸氧化反应,导致膜脂过氧化。在植物的生长发育、成熟衰老及逆境胁迫过程中具有重要作用。LOX催化亚油酸氧化,氧化产物在234nm处有特征吸收峰;测定234nm吸光度增加速率,来计算LOX活性。
自备仪器和用品:研钵、冰、台式离心机、紫外分光光度计/酶标仪、微量石英比色皿/96孔板(UV板)、可调式移液枪和蒸馏水。
操作步骤:一、粗酶液提取:称取约0.1g样品,加提取液1mL,冰上充分研磨,16000g4℃离心20min,取上清液置冰上待测。二、测定:1.分光光度计预热30min以上,调节波长到234nm,蒸馏水调零。2.试剂一在25℃水浴中预热30min以上。3.空白管:依次在微量石英比色皿/96孔板中加入20μL蒸馏水、160μL试剂一和20μL试剂二,迅速混北京索莱宝科技有限公司第2页,共3页匀后于234nm比色,记录15s和75s的吸光值,分别记为A1和A2。4.测定管:依次在微量石英比色皿/96孔板中加入20μL上清液、160μL试剂一和20μL试剂二,迅速混匀后于234nm比色,记录15s和75s的吸光值,分别记为A3和A4。三、LOX活性计算:a.使用微量石英比色皿测定的计算公式如下(1)按蛋白浓度计算活性单位定义:在1mL体系下,25℃中每毫克蛋白每分钟催化吸光值变化0.001个单位为1U。LOX(U/mgprot)=[(A4-A3)-(A2-A1)]÷0.001÷(Cpr×V样)÷T×V反总=10000×[(A4-A3)-(A2-A1)]÷Cpr(2)按样本鲜重计算活性单位定义:在1mL体系下,25℃中每克样品每分钟催化吸光值变化0.001个单位为1U。LOX(U/g鲜重)=[(A4-A3)-(A2-A1)]÷0.001÷(V样÷V样总×W)÷T×V反总=10000×[(A4-A3)-(A2-A1)]÷WCpr:上清液蛋白浓度,mg/mL,需另外测定,建议使用本公司BCA蛋白质含量测定试剂盒;W:样品质量,g;V样:加入反应体系中上清液体积,20μL=0.02mL;V样总:上清液总体积,1mL;T:反应时间,1min。V反总:反应总体系,0.2ml。b.使用96孔板测定的计算公式如下(1)按蛋白浓度计算活性单位定义:在1mL体系下,25℃中每毫克蛋白每分钟催化吸光值变化0.0006个单位为1U。LOX(U/mgprot)=[(A4-A3)-(A2-A1)]÷0.0006÷(Cpr×V样)÷T×V反总=16667×[(A4-A3)-(A2-A1)]÷Cpr(2)按样本鲜重计算活性单位定义:在1mL体系下,25℃中每克样品每分钟催化吸光值变化0.0006个单位为1U。LOX(U/g鲜重)=[(A4-A3)-(A2-A1)]÷0.0006÷(V样÷V样总×W)÷T×V反总=16667×[(A4-A3)-(A2-A1)]÷W北京索莱宝科技有限公司第3页,共3页Cpr:上清液蛋白浓度,mg/mL,需另外测定,建议使用本公司BCA蛋白质含量测定试剂盒;W:样品质量,g;V样:加入反应体系中上清液体积,20μL=0.02mL;V样总:上清液总体积,1mL;T:反应时间,1min;V反总:反应体系总体积,0.2mL。
第一章 植物脂氧合酶的研究进展 1 第一章 植物脂氧合酶的研究进展 缩写 LOX lipoxygenase 脂氧合酶; 9-H(P)OD (10E,12Z)-9-hydro(pero)xy-10,12-octadecadienoic acid AOS allene oxide synthase 氧化丙二烯合酶; (10E,12Z)-9-(过氧)羟基-10,12-十八碳二烯酸; AOC allene oxide cyclase 氧化丙二烯环化酶; 9-H(P)OT (10E,12Z,15Z)-9-hydro(pero)xy-10,12,15-octadecatrienoic acid HPL hydroperoxide lyase 过氧化氢裂解酶; (10E,12Z,15Z)-9-(过氧)羟基-10,12,15-十八碳三烯酸; DES divinyl ether synthase 联乙烯醚合酶; 13-H(P)OD (9Z,11E)-13-hydro(pero)xy-9,11-octadecadienoic acid POX peroxygenase 过氧酶; (9Z,11E)-13- (过氧)羟基-9,11-十八碳二烯酸; HPLC high performance liquid chromatography 13-H(P)OT (9Z,11E,15Z)-13-hydro(pero)xy-9,11,15-octadecatrienoic acid 高效液相; (9Z,11E,15Z)-13- (过氧)羟基-9,11,15-十八碳三烯酸; CP-HPLC chiral-phase HPLC 手性-HPLC 13-HPOT(γ) (6Z,9Z,11E)-13- hydroperoxy-6,9,11- octadecatrienoic acid RP-HPLC reversed-phase HPLC 反相-HPLC (6Z,9Z,11E)-13-过氧基-6,9,11-十八碳三烯酸; SP-HPLC straight-phase HPLC 正相-HPLC 9,16-diH(P)OT LC/MS liquid chromatography mass spectrometry (10E,12Z,14E)-9,16-dihydro(pero)xy-10,12,14-octadecatrienoic acid 液相色谱质谱联用计 (10E,12Z,14E)-9,16-二(过氧)羟基-10,12,14-十八碳三烯酸; GC/MS gas chromatography mass spectrometry 15-HPETE 气相色谱质谱联用计 (5Z,8Z,11Z,13E)-15-hydroperoxy-5,8,11,13-eicosatetraenoic acid 12-oxo-PDA 12-oxo-10,15-phytodienoic acid (5Z,8Z,11Z,13E)-15-过氧基-5,8,11,13-二十碳四烯酸; 12-氧-10,15-植二烯酸; 8,15-diHPETE 12,13(S)-EOD (5Z,9E,11Z,13E)-8,15-dihydroperoxy-5,9,11,13-eicosatetraenoic acid (9Z,13S)-12,13-epoxy-9,11-octadecadienoic acid (5Z,9E,11Z,13E)-8,15-二过氧基-5,9,11,13-二十碳四烯酸. (9Z,13S)-12,13-环氧-9,11-十八碳二烯酸; 12,13(S)-EOT (9Z,13S,15Z)-12,13-epoxy-9,11,15-octadecatrienoic acid (9Z,13S,15Z)-12,13-环氧-9,11,15-十八碳三烯酸;
一 前言 脂氧合酶(LOX;EC 1.13.11.12)是含有非血红素离子的双加氧酶,广泛存在于需氧生物中,包括植物、动物和低等水生生物(Hartmut KÜhn & Astrid Borchert,2002)。最近发现,在真菌(Bisakowski et al,1997;Su & Oliw,1998)-和细菌(Porta & Rocha-Sosa,2001)中也存在脂氧合酶。根据酶学分类,将LOX定义为亚油酸根:氧 氧化还原酶,它催化含(Z,Z)-1,4戊二烯结构单元的不饱和脂肪酸的加氧反应,产生不饱和脂肪酸的过氧化物(Alexander Grechkin,1998)。LOX启动合成的一系列环状或脂肪族化合物,统称为氧脂(oxylipins),它们在植物的生长发育过程中以及在植物对环境胁迫反应中起着重要的作用(Helena Porta & Mario Rocha-Sosa,2002),一般将此代谢过程称之谓LOX途乳突果组培苗中脂氧合酶基因的诱导及克隆 2 径或十八碳酸途径。 每个LOX蛋白分子含有一个非血红素铁原子(Fe-LOX)。对大豆(soybean)LOX-1的研究发现,只有含三价铁离子(Ⅲ)的LOX有催化活性,化合价由无活性的二价铁离子(Ⅱ)变为有活性的三价铁离子(Ⅲ)的过程是过氧化物依赖的(Alexander Grechkin,1998)。最近发现,一种小麦根的病原真菌(Gaeumannomyces graminis)分泌Mn-LOX。与Fe-LOX相比, Mn-LOX具有以下特征:糖基化的Mn-LOX结合于凝集素;具有广泛的pH值范围;对热稳定;相对于Fe2+而言,Mn2+在化学反应中更加稳定;Mn-LOX可将亚油酸和亚麻酸氧化为两种产物——11S-和13R-过氧基脂肪酸(Su & Oliw,1998)。 在植物中,亚油酸和亚麻酸是LOX最常见的底物(siedow,1991)。氧可加在亚油酸碳氢链的第九位碳原子上,也可加在第十三位碳原子上,因此将植物LOX分为9-LOX和13-LOX(Brash,1999)。后来,又提出了一种更为全面的分类方法,即根据它们的一级结构将其分为两类:І类LOX总序列相似性为~70%,其编码的酶缺少一段叶绿体运输肽。大多数的植物LOX可归为这一类。Ⅱ类LOX总序列相似性为~40%,一般认为在其N端带有一段叶绿体运输肽。Shibata等 (1994)从拟南芥、水稻、小麦、大麦、土豆、番茄和烟草中分离了此种类型LOX的cDNAs。 植物脂氧合酶是一个多基因家族,存在着同工酶,不同的发育阶段及不同的胁迫作用可诱导相应基因的表达。例如,在土豆中,LOX多基因家族编码9-和13-LOX,根据它们的序列同源性可分为不同的类型(Cornelia Göbel et al ,2002):类型І包括编码块茎和根特异性表达的9-LOX基因(Geerts et al,1994;Casey,1995;Royo et al,1996),在受病原菌感染的叶片中也检测到了9-LOX基因的转录(Fidantsef & Bostock,1998);类型Ⅱ和Ⅲ为伤、茉莉酮酸酯和脱落酸诱导的在叶片中特异表达的13-LOX(Royo et al,1996);另外,有报道从红皮土豆块茎中克隆了5-LOX基因(Xiaoyan Chen et al,1998)。 近年来,由于众多研究群体的努力,我们对LOX和氧脂的作用了解的越来越多。许多植物的LOX基因已被克隆,这为研究它们之间的系统进化关系,阐明基因序列、结构以及位置特异性和活性之间的关系提供了可能。同时,在过去的二十年中,有关LOX途径的生化研究也取得了很大进展。本文将对脂氧合酶基因的第一章 植物脂氧合酶的研究进展 3 表达调节及其参与的代谢途径作一简单概括。 二 植物脂氧合酶基因的表达调控 可以说,LOX基因的表达贯穿于植物生活史的整个过程。一方面,在植物生长发育的各个阶段,包括种子的萌发、块茎的形成、结节的发育、果实的成熟以及植物体的衰老,都存在着相应LOX基因的表达(Helena Porta & Mario Rocha-Sosa ,2002);另一方面,在自然生长环境中,植物体要面临许多环境胁迫因素,如机械刺激、虫咬、缺水、病原感染、高温或低温、氧胁迫和紫外辐射等都可诱导单个或多个LOX基因的表达(Alexander Grechkin,1998)。其次,外源诱导子,如几丁质、水杨酸、茉莉酸甲酯等也可诱导LOX基因的表达,这些诱导子,多为病原体的组成成分或者是LOX代谢途径的组分。 植物具有感知特异信号的能力,对外界信号的特异识别可引发植物产生“免疫反应”。那么,这种信号是如何“传递”到植物体,又如何诱导特异LOX基因表达的呢?现在已经初步了解,细胞中确实存在一些机制,能将不同的信号传导分子有机的组织起来,使之参与不同的刺激反应。这些机制一方面将信号分子限定在特定的胞质区域以形成特定的信号网络来有效、精确的对刺激作出反应;另一方面靠各个信号在转导途径中的相互衔接,发生级联反应的信号分子之间的相互作用来特异激活下游的转录因子,进而调控特异基因的表达(孙大业等,2001)。 下面以病原体诱发的植物防御反应为例,来说明植物是如何识别外界信号并保持信号转导途径的特异性的。对于高等植物而言,病原包括真菌、细菌和病毒。当病原侵染宿主植物体时会分泌一些水解酶来消化植物细胞壁,这样病原菌就可以进入植物组织中,从而引发植物细胞的防御反应(Salmond,1994;Walton,1994)。这些降解细胞的酶和来源于宿主或病原菌的细胞壁成分也可诱发抗病基因的表达,抵抗病原的侵袭(Davis & Hahlbrock,1987)。病原菌诱导的特异的防御反应,可用基因对基因假说进行解释(Flor,1971)。一般认为是宿主植物的R基因(resistance gene)编码的受体与病原体对应的avr基因(avirulcent gene)直接或间接编码的配体作用的结果(孙大业等,2001)。植物识别病毒、细菌病原体和真菌病原体存在基本机制上的不同:病毒通过植物伤口侵入,并通过胞间连丝运输有毒组分;细菌通过第三种类型的分泌途径把avr产物直接运输到植物细胞内,并同胞内R基因产物作用;而真菌avr基因编码的激发子却是和宿主细胞