高等植物体内的多胺分解代谢及其主要产物的生理作用

本文简要地介绍了多胺的分解代谢途径、与分解代谢有关的酶(多胺氧化酶、二胺氧化酶、氨丙基转移酶、g-氨基丁酸转氨酶和琥珀酸半醛脱氢酶)及其主要产物(二氨基丙胺、g-氨基丁酸、稀有多胺和H2O2)在高等植物体内的生理作用。     

γ-氨基丁酸对低氧胁迫下甜瓜幼苗多胺代谢的影响

以‘西域一号’甜瓜为试验材料,采用营养液水培法,研究了低氧胁迫下外源添加γ-氨基丁酸(GABA)对甜瓜幼苗多胺代谢的影响.结果表明:与通气对照相比,低氧胁迫处理的甜瓜幼苗谷氨酸脱羧酶(GAD)活性和GABA含量显著提高,同时多胺合成酶活性提高诱导多胺含量显著增加,但二胺氧化酶(DAO)和多胺氧化酶(PAO)活性也显著提高;根系精氨酸脱羧酶(ADC)活性提高幅度较大,导致根系游离态腐胺含量较高,而叶片乌氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)活性提高幅度较大,导致叶片游离态亚精胺(Spd)含量较高;根系游离态DAO和PAO活性显著低于叶片,其细胞壁结合态PAO活性显著高于叶片.与低氧胁迫处理相比,低氧胁迫下外源添加GABA处理的甜瓜幼苗叶片和根系中GABA和谷氨酸含量均显著提高,而GAD活性显著降低;精氨酸、鸟氨酸、甲硫氨酸含量的提高促使多胺合成酶活性显著提高,从而诱导多胺含量显著增加,DAO和PAO活性显著降低.     

多胺生物合成抑制剂结合热处理后番茄冷害、多胺含量的变化及其相关性分析

以“佳粉15”和“粉红908”番茄为试材,分别采用热空气处理和多胺生物合成抑制剂(D-精氨酸和二环己胺)处理,然后于2℃(冷害温度)下贮藏。结果表明,热处理和2种多胺抑制剂处理都可以降低番茄的冷害指数和呼吸速率,抑制呼吸高峰的出现,并抑制多胺的合成。腐胺含量与冷害之间相关性分析的结果表明,多胺合成抑制剂结合热处理是通过改变果实腐胺的生物合成或分解代谢实现其减轻冷害作用的。     

γ-氨基丁酸对低氧胁迫下甜瓜幼苗多胺代谢的影响

以‘西域一号’甜瓜为试验材料,采用营养液水培法,研究了低氧胁迫下外源添加γ-氨基丁酸(GABA)对甜瓜幼苗多胺代谢的影响.结果表明：与通气对照相比,低氧胁迫处理的甜瓜幼苗谷氨酸脱羧酶(GAD)活性和GABA含量显著提高,同时多胺合成酶活性提高诱导多胺含量显著增加,但二胺氧化酶(DAO)和多胺氧化酶(PAO)活性也显著提高;根系精氨酸脱羧酶(ADC)活性提高幅度较大,导致根系游离态腐胺含量较高,而叶片鸟氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)活性提高幅度较大,导致叶片游离态亚精胺(Spd)含量较高;根系游离态DAO和PAO活性显著低于叶片,其细胞壁结合态PAO活性显著高于叶片.与低氧胁迫处理相比,低氧胁迫下外源添加GABA处理的甜瓜幼苗叶片和根系中GABA和谷氨酸含量均显著提高,而GAD活性显著降低;精氨酸、鸟氨酸、甲硫氨酸含量的提高促使多胺合成酶活性显著提高,从而诱导多胺含量显著增加,DAO和PAO活性显著降低.     

豇豆初生叶多胺氧化酶的催化特性

从豇豆幼苗 (6d苗龄 )初生叶提纯得到的多胺氧化酶 (EC 1 .4.3 .6 )属于二胺氧化酶 ,最有效的底物是 1 ,4 二胺丁烷 (腐胺 )、1 ,5 二胺戊烷 (尸胺 )、1 ,6 二胺己烷、1 ,1 0 二胺癸烷等α 二胺 ,其催化活性随二胺类底物碳链的增长而相应减弱。豇豆多胺氧化酶对亚精胺和精胺也具有较高的催化活性。另外 ,底物腐胺和尸胺的浓度超过 2mmol/L或亚精胺和精胺浓度超过 3mmol/L时会对酶活性有抑制效应。以腐胺和尸胺为底物时 ,酶的最适 pH约为7.0 ,而以亚精胺和精胺为底物时其最适pH为 6 .5。该酶的催化活性还随反应介质的离子强度增加而降低。K ,Ca2 和Mg2 (皆为 1 0mmol/L)对酶活性无明显抑制作用 ,而同样浓度的Mn2 ,Zn2 ,Fe2 ,Co2 和Cd2 则对酶活性有不同程度的抑制作用。金属螯合剂EDTA(1 0mmol/L)和腺苷蛋氨酸脱羧酶抑制剂甲基乙二醛 双脒腙 (0 .1mmol/L)可抑制酶活性约 80 % ,而铜结合剂KCN(1 .0mmol/L)、羰基试剂羟胺 (0 .1mmol/L)和氨基胍 (0 .1mmol/L)可导致该酶完全失活     

盐胁迫对不同耐盐性枣树品种根系和叶片中多胺含量及多胺氧化酶活性的影响

为探讨枣(Ziziphus jujuba Mill.)树中多胺及多胺氧化酶活性与其耐盐性的关系,对耐盐性强的‘金丝小枣’和耐盐性弱的‘冬枣’2 年生苗中不同状态和种类的多胺和多胺氧化酶活性进行了研究.结果表明,在120 mmol L^-1 NaCl 盐胁迫下,枣树根系和叶片中的多胺含量升高,耐盐性强的品种的上升幅度显著大于耐盐性弱的品种;随着盐胁迫时间的延长,根系和叶片中多胺含量逐渐降低,耐盐性弱的品种的降低幅度显著大于耐盐性强的品种,叶中的多胺含量的降低幅度大于根中的,结合态多胺的降低幅度大于游离态多胺的、精胺和亚精胺的降低幅度大于腐胺的;两个品种根系和叶片中多胺氧化酶(PAO)活性均明显高于二胺氧化酶(DAO)活性,盐胁迫下耐盐性弱的品种酶活性增强幅度显著大于耐盐性强的品种.这些说明,枣树品种的耐盐性与其内源多胺的组成、含量有关,多胺氧化酶的种类与活性对盐胁迫的响应也密切相关,多胺积累有利于提高枣树品种的耐盐性.     

聚乙二醇胁迫下的番茄幼苗内ABA、JA和多胺含量以及多胺氧化酶活性的变化

聚乙二醇模拟的干旱胁迫下,2个品种番茄幼苗根和叶中脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)含量均迅速积累,叶中ABA累积比根中滞后;游离态亚精胺(fSpd)、精胺(fspm)、腐胺(fPut)含量和多胺氧化酶(PAO)活性均先上升,12 h时达到峰值后下降,耐旱性强的品种'毛粉802'幼苗根和叶中积累ABA、JA和spd、Spm的能力明显强于耐旱性弱的品种'皇冠'.'皇冠'的PAO活性提高程度大于'毛粉802'.番茄根和叶中多胺含量和PAO活性呈显著正相关.内源多胺的积累诱导ABA和JA含量的升高,从而导致番茄幼苗的耐旱性增强.     

发酵乳杆菌多铜氧化酶的异源表达及酶学性质

生物胺是一种存在于发酵食品中的含氮小分子有机化合物,过量摄入可能引起过敏或其他不良反应。利用酶法降解是减少发酵食品中生物胺含量从而保障食品安全的有效方法之一。文中成功克隆了来源于发酵乳杆菌的多铜氧化酶基因,在大肠杆菌中表达的酶活水平为484 U/L。通过镍柱亲和层析方法获得了此多铜氧化酶的纯酶。该多铜氧化酶的最适反应温度为50℃,最适反应pH为3.5,其K_m为1.3 mmol/L,V_(max)为7.67×10~(-2) mmol/(L·min)。对酶的应用特性研究表明,来源于发酵乳杆菌的多铜氧化酶对18%(W/F)NaCl有一定的耐受性,并可降解包括色胺、苯乙胺、腐胺、尸胺、组胺、酪胺和亚精胺在内的7种生物胺。其中它对组胺和酪胺的降解能力最高,分别为51.6%和40.9%。此外,该酶对酱油中的生物胺也有普遍降解作用,使用较低酶量(500 U/L)时,对酱油中总胺的降解率达到10.6%。多铜氧化酶具备降解发酵食品中生物胺的潜力,为进一步实现这类食品酶的实际应用奠定基础。     

百合小鳞茎离体发生过程中内源多胺水平和多胺氧化酶活性的变化

以百合小鳞茎离体发生为实验系统,研究了鳞片(外植体)内多胺和多胺氧化酶活性的变化与小鳞茎发生之间的相关性。随着细胞脱分化、愈伤组织形成、小鳞茎发生等过程,内源腐胺、亚精胺和精胺的含量均失上升后下降,变化曲线为“钟形”,其含量达最高峰的时间为肉眼可见小鳞茎出现之前。多胺氧化酶活性在小鳞茎发生初期逐渐下降,6d后开始上升,并在小鳞茎突起时达最大值。由于内源多胺水平和多胺氧化酶活性的变化与小鳞茎发生有密切关系,可作为这一形态发生过程的生化指示。     

NaCl胁迫对菜用大豆种子多胺代谢的影响

采用蛭石栽培,在100 mmol·L-1NaCl胁迫下,对耐盐性不同的两个品种菜用大豆种子的丙二醛(MDA)含量和多胺(PAs)代谢进行了研究.结果表明:NaCl胁迫显著增加了菜用大豆种子的MDA含量,但耐盐品种‘绿领特早’(LL)的增幅低于盐敏感品种‘理想高产95-1’(LX).与LX相比,LL种子在整个NaCl胁迫期间均维持了相对较高的游离态精胺(Spm)、结合态Spm、结合态亚精胺(Spd)、束缚态Spd和束缚态腐胺(Put)含量,较高的(Spd +Spm )/Put 和(cPAs+bPAs)/fPAs值及较低的Put/PAs值,在胁迫中、后期(9～15 d)维持了相对较高的游离态Spd含量;胁迫期间,LL的精胺酸脱羧酶(ADC)长时期(6～15 d)保持相对较高的活性,而多胺氧化酶(PAO)则长时期(6～15 d)维持相对较低的活性.综上,LL具有较强的多胺合成能力及较强的Put向Spd和Spm以及游离态多胺向结合态和束缚态多胺转化的能力,进而有效抑制了细胞的膜脂过氧化,这可能是其耐盐性较强的重要原因之一.