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相似文献
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1.
植物螯合肽及其在抗重金属胁迫中的作用   总被引:11,自引:0,他引:11  
蔡保松  雷梅  陈同斌  张国平  陈阳 《生态学报》2003,23(10):2125-2132
植物螯合肽(PCs)广泛存在于植物体中,与植物抗重金属胁迫关系密切。植物螯合肽及其复合物是一类富含半胱氨酸的低分子量化合物。现有研究证明,PCS由谷胱甘肽(GSH)为底物的酶促反应合成,其合成受相关基因的调控,从模式植物拟南芥的突变体中已分离到与PCS合成有关的几个基因。植物螯合肽首先与重金属离子结合形成低分子量(LMW)复合物,以此形态经由细胞质进入液泡后,再与一个分子的植物螯合肽结合,形成对植物组织毒性较小的高分子量(HMW)复合物,从而达到缓解重金属对植物的危害作用。就植物螯合肽及其复合物的结构、生物合成、基因调控及重金属解毒机理等进行了综述,并对今后的研究方向提出了一些看法。  相似文献   

2.
植物螯合肽及其功能   总被引:1,自引:0,他引:1  
全先庆 《生命的化学》2007,27(3):213-215
植物螯合肽(phytochelatin,PC)是一类富含Cys、由PC合酶以GSH为底物催化合成的小分子多肽,能通过Cys的-SH络合重金属.研究PC的合成机理及其重金属解毒机制、研究PC合酶和PC合酶基因的表达模式及其功能对于运用植物修复技术治理重金属污染的土壤和水体具有重要意义.  相似文献   

3.
植物螯合肽(phytochelatins,PCs)是由植物螯合肽合酶催化谷胱甘肽合成的一类生物小分子,结构式为(γ-Glu-Cys)n-Gly(n=2-11),在真菌和高等植物耐受重金属胁迫机制中具有重要作用。近年来,人们在Pc介导重金属脱毒害的分子机理研究上取得了重要进展,发JLSpHMT1和SpABC2是PC在裂殖酵母中介导重金属液泡区室化的主要转运蛋白,鉴定了拟南芥液泡膜PC转运蛋AtABCC1和AtABCC2。此外,PCs也可能在超积累植物细胞内对重金属脱毒害具有重要功能。  相似文献   

4.
伴矿景天植物螯合肽合酶基因的克隆及功能分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
重金属超积累植物由于长期生长在高浓度的重金属环境中,使得经由植物螯合肽(phytochelatins, PCs)解毒途径来应对重金属毒害代价高昂。我们从Zn/Cd超积累植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)中克隆了植物螯合肽合酶(phytochelatin synthase, PCS)基因SepPCS。该基因在裂殖酵母和拟南芥中表达后都具有PCS活性,而且能够互补它们的PCs缺失突变体的Cd敏感表型。SepPCS在伴矿景天中的表达受到高浓度Cd处理的诱导。与其近亲非超积累生态型东南景天(S. alfredii)相比,虽然伴矿景天地上部PCs与Cd的摩尔比远低于东南景天,但是在高浓度Cd处理时PCs含量以及PCs与Cd的摩尔比急剧增加。我们推测在伴矿景天应对Cd毒害的过程中, PCs起到一定的作用,并且在高浓度Cd胁迫时地上部PCs依赖的解毒作用有所加强。  相似文献   

5.
植物螯合肽及其在重金属胁迫下的适应机制   总被引:5,自引:1,他引:4  
概述了植物螯合肽的组成,结构、功能、生物合成过程以及分子生物学的研究进展。  相似文献   

6.
植物螫合肽及其在重金属胁迫下的适应机制   总被引:10,自引:1,他引:9  
概述了植物螯合肽的组成、结构、功能、生物合成过程以及分子生物学的研究进展.  相似文献   

7.
金属硫蛋白和植物螯合肽在植物重金属耐性中的作用   总被引:20,自引:0,他引:20  
植物螯合肽和金属硫蛋白广泛存在于植物界中,它们对植物耐重金属特别重要,能够与重金属形成复合物,以缓解重金属对植物的危害。本文就这两种金属螯合蛋白的结构、生物合成和基因调控,以及在植物体内缓解重金属毒害的作用方面作了简要介绍。  相似文献   

8.
植物的硫同化及其相关酶活性在镉胁迫下的调节   总被引:11,自引:0,他引:11  
植物对土壤中硫的利用包括根系对硫酸盐的吸收、转运、同化、分配等过程,也是由一系列酶和蛋白质参与和调节的代谢过程。近年来的研究表明,在植物体内,硫同化与植物对镉等重金属元素的胁迫反应机制有着密切关系。镉胁迫能调节植物对硫酸盐的吸收、转运、同化,以及半胱氨酸、谷胱甘肽(glutathione,GSH)和植物螯合肽(Dhytochelatins,pc)的合成。植物在镉胁迫下通过多种调节机制,增强对硫酸盐的吸收和还原,迅速合成半胱氨酸和谷胱甘肽等代谢物,从而合成足够的PC,以满足植物生理的需要。  相似文献   

9.
谷胱甘肽在植物抗逆中的作用   总被引:3,自引:0,他引:3  
麦维军  王颖  梁承邺  张明永   《广西植物》2005,25(6):570-575
在简要总结谷胱甘肽(GSH)的结构、分布、代谢和调控的基础上,概述了GSH在植物抗逆性方面的 作用,认为GSH通过植物体内螯合肽合成酶催化下聚合形成植物螯合肽来抵抗重金属的胁迫,作为抗氧化剂 参与低温伤害的保护,以亲核进攻一结合反应方式进行生物解毒等。讨论了GSH在植物抗逆性功能中的机 制,并就GSH今后在该方面的研究前景进行了展望。  相似文献   

10.
植物络合素和植物络合素合酶的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
植物络合素(Phytochelatins,PCs)是由于重金属离子诱导而在植物体内合成的一类小分子多肽,其结构式为(γ-Glu-Cys)n-Gly,(n=2-11);PCs能够螯合重金属,从而起到对对重金属解毒的作用,PCs并非基因的直接产物,而是由植物络合素合酶(phytochelatin syn-thase,PCS),以GSH为底物催化合成的;植物络合素合酶基因的表达是组成型的,重金属离子能够活化PCS,诱导PCs的合成。1989年,人们首次报道得到了部分纯化的PCS,10年后,3个研究小组分别于1999年同时克隆和鉴定了编码PCS的基因,这些结果不仅对于研究PCs的合成途径和模型的建立及植物抗重金属机制的探讨有重要意义,而且在利用基因工程改良植物抗重金属能力和净化环境污染方面有应用前景。  相似文献   

11.
Phytochelatin synthase (PCS) catalyzes the synthesis of phytochelatins (PCs), which play a detoxification role in higher plants. Heterologous expression of CmPCS, a product of a PCS-like gene from the genomic DNA of the red alga Cyanidioschyzon merolae, rescued Cd2+-sensitive yeast from Cd2+ toxicity. The fact that these transformed cells synthesized PCs demonstrates that CmPCS is functional.  相似文献   

12.
13.
Characterization of phytochelatin synthase from tomato   总被引:11,自引:0,他引:11  
The enzyme that synthesizes Cd-binding phytochelatins (PCs), PC synthase, has been studied in tomato ( Lycopersicon esculentum ) cell cultures and plants. This enzyme transfers γ-GluCys from GSH or PC to either GSH or an existing polymer of (γ-GluCys)nGly. PC synthase from tomato requires GSH or PCs as substrates but cannot utilise γ-GluCys or GSSG. PC synthase is activated both in vivo and in vitro by a variety of heavy metal ions, including Cd2+, Ag+, Cu2+, Au+, Zn2+, Fe2+, Hg2+ and Pb2+. In crude protein extracts from tomato cells the enzyme has an apparent Km of 7.7 m M for GSH in the presence of 0.5 m M Cd2+, and exhibits maximum activity at pH 8.0 and 35°C. PC synthase is present in tomato cells grown in the absence of Cd. The level of enzyme activity is regulated during the cell culture cycle, with the highest activity occurring 3 days after subculture. Cadmium-resistant tomato cells growing in medium containing 6 m M CdCl2 have a 65% increase in PC synthase activity compared to unselected cells. PC synthase is also present in roots and stems of tomato plants, but not in leaves or fruits. The distribution of the enzyme in tomato plants and regulation of PC synthase activity in tomato cells indicate that PC synthase, and PCs, may have additional functions in plant metabolism that are not directly related to the formation of Cd-PC complexes in response to cadmium.  相似文献   

14.
植物螯合肽合酶(pcs)受重金属离子激活,并以还原型谷胱甘肽为底物合成植物螯合肽(PCs),在植物和真菌的重金属解毒机制中起重要作用.拟南芥基因组中有两个编码PCS的基因AtPCS1和AtPCS2,但AtPCS1单基因功能缺失即可导致相应的突变体cad1—3对镉高度敏感,其体内也检测不到PCs;而体外表达分析表明,AtPCS2具有完全的PCs合酶活性,预示植物体内可能存在AtPCS2的负向调控机制.基于该推测,构建了CaMV35S启动子驱动的AtPCS2基因编码区与c—Myc抗原标签融合的过表达载体.结果表叽在cadl-3的MV35S/AtPCS2:cMyc的异位表达株系中,AtPCS2的mRNA和蛋白都保持较高的表达量.不仅如此,AtPCS2具有植物螯合肽合成能力,并完全互补了cad1-3突变体的镉敏感性状.AtPCS2和EYFP的融合蛋白在细胞质有明显表达,在细胞核也检测到一定信号.以上结果表明,AtPCS2在植物体内可能主要受转录水平调控,而且可能具有调节PCs合成以外的其他生化功能.  相似文献   

15.
The enzymatically synthesized thiol peptide phytochelatin (PC) plays a central role in heavy metal tolerance and detoxification in plants. In response to heavy metal exposure, the constitutively expressed phytochelatin synthase enzyme (PCS) is activated leading to synthesis of PCs in the cytosol. Recent attempts to increase plant metal accumulation and tolerance reported that PCS over-expression in transgenic plants paradoxically induced cadmium hypersensitivity. In the present paper, we investigate the possibility of synthesizing PCs in plastids by over-expressing a plastid targeted phytochelatin synthase (PCS). Plastids represent a relatively important cellular volume and offer the advantage of containing glutathione, the precursor of PC synthesis. Using a constitutive CaMV 35S promoter and a RbcS transit peptide, we successfully addressed AtPCS1 to chloroplasts, significant PCS activity being measured in this compartment in two independent transgenic lines. A substantial increase in the PC content and a decrease in the glutathione pool were observed in response to cadmium exposure, when compared to wild-type plants. While over-expressing AtPCS1 in the cytosol importantly decreased cadmium tolerance, both cadmium tolerance and accumulation of plants expressing plastidial AtPCS1 were not significantly affected compared to wild-type. Interestingly, targeting AtPCS1 to chloroplasts induced a marked sensitivity to arsenic while plants over-expressing AtPCS1 in the cytoplasm were more tolerant to this metalloid. These results are discussed in relation to heavy metal trafficking pathways in higher plants and to the interest of using plastid expression of PCS for biotechnological applications.  相似文献   

16.
17.
Phytochelatins (PCs, (Glu-Cys)n-Gly, n = 2–11) are metal ions-binding peptides produced by plant, algae and fungi. Antibodies that recognize PCs were induced by the injection of Balb/c mice with a multiple antigen peptide consisting of PC6(MAP-PC6). One stable hybridoma producing a monoclonal antibody (mAb), designated as 4-9C, was established. The DNA sequences of the heavy and light chain variable regions of the 4-9C mAb were determined. The 4-9C mAb had a smaller equilibrium dissociation constant (K d) towards Cu-, Zn- and Ni-PC7complexes than those towards other metal-PC7complexes and free PCs.  相似文献   

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