利用EST数据克隆大豆天冬氨酸代谢途径关键酶基因

DPR和DHAD基因经RT-PCR克隆和序列分析验证,长度分别为1 764 bp、1 467 bp、1 080 bp、1 035 bp和1 806 bp,结果与电子克隆序列基本一致.本实验通过与不同物种的这些基因蛋白序列比较,发现与双子叶植物拟南芥、蓖麻和马铃薯的同源性较高,而与单子叶植物水稻的同源性略低.     

代谢关键酶基因作为转基因植物选择标记的研究进展

在植物基因工程中,需要用到选择标记基因以便筛选转化子。随着转基因植物的商品化,人们越来越关注其安全性问题,其中主要涉及选择标记的安全性。为了提高转基因植物的安全性,生物学家们开始寻找生物安全的选择标记。本文分别从糖代谢、氨基酸代谢、激素代谢、核苷酸代谢、蛋白质代谢等方面综述了当前以代谢关键酶基因作为转基因植物选择标记的研究进展,此类选择标记为解决转基因植物的安全性问题提供了一条有效途径。     

植物蔗糖代谢关键酶的研究进展

高等植物蔗糖代谢关键酶主要有转化酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶。本文就这些酶基因的克隆、转录及表达,相关基因的遗传转化及分子遗传学特性作了综述,并对需进一步研究的问题进行了讨论。     

植物类萜生物合成途径及关键酶的研究进展

萜类化合物是植物中广泛存在的一类代谢产物,在植物的生长、发育过程中起着重要的作用。植物中的萜类化合物有两条合成途径:甲羟戊酸途径和5-磷酸脱氧木酮糖/2C-甲基4-磷酸-4D-赤藓糖醇途径。这两条途径中都存在一系列调控萜类化合物生成、结构和功能各异的酶,其中关键酶的作用决定了下游萜类化合物的产量。植物类萜生物合成途径的调控以及该途径中关键酶的研究已成为目前国内外生物学领域的一大热点。综述了植物类萜生物合成途径和参与该途径的关键酶及其基因工程的研究进展,并展望了其应用前景。     

丹参代谢途径关键酶和次生代谢产物的研究进展

丹参次生代谢物是丹参入药的主要成分,文章从丹参次生代谢物的主要类型、合成途径、关键酶及培养环境的变化对丹参次生代谢物的影响等方面,综述了近年来国内外对丹参次生代谢产物积累的研究进展,论述了植物次生代谢主要合成途径中关键酶与代谢物积累的相关作用,列举了环境变化、诱导作用对丹参次生代谢物含量变化的影响,旨在为丹参的规范化种植和质量控制提供理论依据。     

植物多胺代谢途径研究进展

多胺是一类小分子生物活性物质,广泛存在于生物体内,与植物的生长发育、衰老及抗逆性都有着密切的联系。目前,在植物中的多胺合成途径已经基本揭示,其生理作用在分子水平上逐步得到阐明。对多胺合成突变体和各种转基因植物的研究也使得人们更深入地了解了多胺以及其合成代谢相关酶在植物生长发育等生理过程中的重要作用。以下概述了植物多胺代谢途径,重点综述了代谢途径中各基因的功能及遗传操作的最新进展,并对将来的研究方向尤其是相关基因在植物抗逆境 (包括生物和非生物逆境) 基因工程方面的应用作了讨论。     

脂蛋白脂酶基因与代谢综合征关系的研究进展

脂蛋白脂酶是脂质代谢的关键酶之一,是血浆中清除甘油三酯的限速酶,主要催化乳糜微粒和极低密度脂蛋白核心中的甘油三酯水解,使得机体能够利用由食物摄取和肝脏合成的脂肪,同时释放出脂肪酸和单酰甘油.脂蛋白脂酶基因突变可以影响脂蛋白脂酶的活性,从而导致脂代谢紊乱,与肥胖、胰岛素抵抗、2型糖尿痛和高血压的发病风险相关.本文综述了脂蛋白脂酶的结构、功能、基因结构及其多态性与血脂和代谢综合征关系的研究进展.     

植物苯丙氨酸解氨酶基因的研究进展

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammonia-lyase,PAL)是连接植物初级代谢和苯丙烷类代谢、催化苯丙烷类代谢第一步反应的酶。综述植物PAL基因的研究进展,主要包括PAL基因的结构特点、表达特点和PAL基因表达的调控机制,并指出今后对PAL基因的研究方向。     

植物芪类合成途径相关酶、基因和调控机制研究进展

植物芪类化合物,是一类具有抗菌植保作用的次生代谢产物,因具有抑菌、抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性而越来越受到重视。本文对植物芪类生物合成途径中涉及到的相关酶、基因和代谢调控机制的研究现状和应用系统生物学研究芪类生物合成途径的相关酶、基因的方法进行综述,并讨论了芪类生物合成相关酶、基因研究的重要意义和应用,以期为调节芪类产量、满足药用保健需求及植物防御、作物品质改良提供帮助。     

Pathway Length and Evolutionary Constraint in Amino Acid Biosynthesis

The evolutionary properties of a metabolic network may be determined by the topology of the network. One attribute of pathways that make up the network is the number of enzymatic steps between initial substrates and final products. To determine the effect of pathway length on evolutionary lability of pathway structure, we examined amino acid biosynthetic pathways across 48 sequenced organisms. We demonstrate that longer pathways exhibit lower rates of change in pathway structure than shorter pathways. This finding suggests that increasing complexity may increase constraint on evolutionary change. (Matthew T. Rutter and Rebecca A. Zufall) Both authors contributed equally to this work.     

植物脂肪酸代谢途径遗传调控的研究进展

目前,利用传统育种方法改良油料作物脂肪酸组分已取得巨大成功,通过有性杂交、X-射线或EMS处理等方法都可用来修饰存在于油菜中脂肪酸的性质。国外已培育出高棕榈酸、高或低亚油酸、高油酸和无芥酸的油菜品种。但由于油料作物基因池(Gene Pool)的局限性使得育种学家不得不寻找其他种质资源。随着基因克隆和遗传转化技术的进步,通过基因工程改良油料作物品质已成可能。本文主要介绍了植物脂肪酸的代谢途径以及通过操纵TAG的生物合成来改变油的成分等研究,其中主要包括脂肪酸链长度的改良、饱和度改良、增加脂肪酸含量以及新的不饱和脂肪酸的改良等方面。不久的将来,转基因油料作物中将会产生更有价值的脂肪酸造福于人类。     

高等植物脱落酸生物合成的酶调控

高等植物ABA的生物合成开始于细胞质内的甲瓦龙酸 (MVA)或位于叶绿体内的丙酮酸_硫胺素焦磷酸 (TPP) ,经一系列反应最后在质体或胞质中形成的。除胁迫或植物发育中生理变化引起的诱导外 ,ABA的合成还受到一系列酶的调控 ,其中 ,玉米黄质环氧化酶 (ZE) ,9_顺环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)和醛氧化酶 (AO)可能起到重要的调节作用。本文介绍近年来ABA生物合成酶调控的研究进展。     

蜡酯合成途径及关键酶的研究进展

蜡酯对于生物的生命活动具有重要意义,研究表明植物和动物的蜡酯合成存在保守途径。即脂酰辅酶A（fatty acyl-CoA）在脂酰辅酶A还原酶（fatty acyl-CoAreductase,FAR）的作用下还原成脂肪醇,脂肪醇和脂酰辅酶A在蜡酯合酶（wax synthase,WS）的作用下生成酯,FAR和WS是该途径的关键酶,这两个酶的结构和功能在不同物种之间表现出很大差异,目前对于这两个酶缺乏系统的归纳分析。该文综述了蜡酯合成途径及FAR和WS的序列特征、生化特性及参与的生理功能,分析了这两种酶相关研究存在的问题,旨在为昆虫的蜡酯合成研究提供参考。     

利用类萜代谢工程改良作物风味

类萜是从植物中分离出的一类类异戊二烯物质。其中挥发性萜类除了在吸引授粉媒、异株克生和植物防御中起到一定的生态作用外,还影响到水果、蔬菜和其他作物的香味形成。对类萜生物合成及其代谢工程的最新研究进展进行了综述,探讨了代谢过程中的关键酶基因,尤其是类萜合成酶(TPSs)基因的表达特性以及操纵类萜生物合成途径提高产量的几种可能的策略。随着更多相关基因的分离,利用代谢工程人工改良作物风味将指日可待。     

植物鞘脂的结构、代谢途径及其功能

众所周知,鞘脂是生物膜结构的重要组成成分,随着鞘脂在动物和酵母中的深入研究发现,鞘脂及其代谢产物是一类很重要的活性分子,它们参与调节细胞的生长、分化、衰老和细胞程序性死亡等许多重要的信号转导过程。鞘脂在植物中的研究最近几年才开始,植物鞘脂的功能还不十分清楚。最近的研究发现,鞘脂及其代谢产物在植物中也起着很重要的信号分子作用。该文详细总结了鞘脂在植物中的结构、代谢途径和主要生物学功能,并结合实验室的工作对植物鞘脂的功能研究进行了展望。     

Metabolic engineering of a complex biochemical pathway: The lysine and threonine biosynthesis as an example

The nutritional quality of crop plants is determined by their content in essential amino acids provided in food for humans or in feed for monogastric animals. Amino acid composition of crop–based diets can be improved via manipulation of the properties of key enzymes of amino acid biosynthetic pathways by mutation and transformation. We focused on the aspartate-derived amino acid pathway producing four essential amino acids: lysine, threonine, isoleucine and methionine. Genes encoding aspartate kinase (AK) and dihydrodipicolinate synthase (DHDPS) that operate as key genes of the aspartate pathway have been cloned from Arabidopsis. Genetic and molecular studies revealed that at least five different ak genes are represented. Some of them were characterized in terms of gene and promoter structure, developmental expression and regulatory properties. In the case of dhdps, two quite identical genes have been identified and characterized at expression level. Mutated genes encoding a fully feedback-insensitive form of the DHDPS enzyme were obtained from Nicotiana sylvestris and Arabidopsis. Several chimeric constructs harbouring this mutated allele under the control of constitutive or seed-specific promoters were transferred via Agrobacterium or biolistics in various plant species. In all cases, lines with significant increase of free lysine content were obtained in vegetative organs, but the impact of the transgene in seeds is limited due to the presence of an active catabolic enzyme, lysine ketoreductase. These results show that, although dealing with a complex, highly regulated pathway, the overexpression of a single gene encoding a feedback-insensitive form of the key enzyme DHDPS exerts a significant effect on the carbon flux through the aspartate pathway towards lysine production.     

马铃薯S病毒外壳蛋白基因的克隆与原核表达

依据马铃薯S病毒 (PotatovirusS ,PVS)外壳蛋白 (CP)基因序列 (885bp)设计合成了两对引物 ,通过RT PCR扩增得到长 0 .8kb的目的片段 ,将目的片段转入大肠杆菌 ,酶切鉴定证明得到了含有目的片段的重组子 ,测定序列结果与其他PVS分离物CP基因的序列比较 ,发现其核苷酸同源性达 95 %左右 ;构建了含PVSCP基因的融合蛋白原核表达载体 ,并在大肠杆菌中得到表达 ,SDS PAGE测定融合蛋白的分子量为 5 8kD。