植物糖基转移酶的结构与机理及糖基化工程的研究进展

糖基转移酶(glycosyltransferases, GTs)广泛存在于各种有机体中,通过糖基化反应参与维持细胞代谢稳态.糖基转移酶能够识别多种受体,催化活化的糖基从供体分子转移到受体分子上,改变受体分子的化学稳定性、水溶性以及受体分子的转运能力和生物活性等,进而有助于提高其生物利用度和生物活性等.许多被糖基化修饰的化合物成为药物分子的重要来源.然而,天然产物中的糖苷类化合物存在含量低、提取难度大和提取产物纯度差等问题.在利用化学合成方法合成糖苷类化合物的过程中,无法实现特定位点的糖基化修饰,同时原料试剂和副产物易对环境造成污染.因此,近年来对糖基转移酶的研究日渐增多.本文简要综述了植物糖基转移酶的结构和生物技术应用的研究进展,为基于植物糖基转移酶结构的糖基化工程和生物活性糖苷化合物的生产提供有用信息.     

植物糖基转移酶基因的分离方法及其生物学功能研究进展

植物糖基转移酶是植物体内广泛存在的一种进行糖基化反应的转移酶,可以对糖、蛋白质等受体化合物进行糖基化修饰,从而改变其理化性质,对植物的次生代谢和维持体内激素稳态等的生长发育以及对生物及非生物胁迫的响应具有重要的意义。综述了近几年来植物糖基转移酶研究方法及生物学功能的进展情况,并对以后的研究热点进行了展望,旨为更多植物糖基转移酶的鉴定及分离方法提供一定的借鉴,同时希望对该家族基因进一步的功能分析有所帮助。     

植物UDP-糖基转移酶分类、功能以及进化

糖基转移酶(glycosyltransferases,GT;EC 2.4.x.y)是一个多成员的基因家族,根据其底物特异性和催化特异性被分为99个不同的家族。糖基化反应是由GT催化的一些糖类或非糖类生物分子附加糖基形成共价结合的过程。家族1糖基转移酶一般以尿苷二磷酸-糖(UDP-糖)作为糖基供体,催化糖分子转移到受体分子上,从而调节受体分子生物活性,水溶性和稳定性等。在调节植物激素平衡、内外源物质的解毒以及防御反应和次生代谢产物的修饰方面发挥着重要作用。本综述对UDP-糖基转移酶的分类、命名、功能以及进化进行综述,以期为糖基转移酶相关研究提供一定参考。     

细胞代谢过程中的酶促糖基化及其功能

细胞代谢过程中多样的生化修饰反应能够精细调控细胞的活力与功能。其中,酶促糖基化是细胞代谢调控过程中普遍存在的一种分子修饰,对维持和调节细胞功能具有重要影响。糖基转移酶通过将糖基供体的糖基转移至相应的受体分子来实现糖基化修饰。受体分子经过糖基化修饰会改变其在细胞内的稳定性、溶解性和区域定位等特性,并在调节细胞周期、信号转导、蛋白质表达调控、应答反应和清除细胞异物等诸多生物过程中起着重要作用。简要介绍了细胞代谢过程中糖基转移酶超家族的分类、命名和催化机制。重点阐述细胞中蛋白质类生物大分子和小分子化合物的糖基化反应及其在细胞代谢过程中的功能。展望了细胞中糖基化反应及糖基转移酶在人类健康、医药产品、工业催化、食品和农业等领域的应用前景。     

蒽环类抗生素糖基化的研究进展

蒽环类抗生素普遍具有良好的抗肿瘤活性,但同时这些药物常伴有心脏毒性和多重抗药性等副作用,通过对这类化合物的糖基化改造来获得生物活性更好、抗药性更低的新型药物成为一种重要的研究途径。糖基转移酶是催化糖基化反应的主要工具,对蒽环类抗生素糖基转移酶结构、功能的研究为开发新型抗肿瘤药物的热点。本文主要对糖基转移酶及其编码基因在蒽环类抗生素生物合成的应用情况进行了阐述,并且对蒽环类抗生素糖基化的应用前景进行展望。     

植物小分子化合物的糖基化与糖基转移酶

文章介绍近年来植物体内亲脂性小分子化合物的糖基化和与其相关的糖基转移酶研究进展.     

植物糖基转移酶及其在代谢工程中的应用

糖基转移酶催化植物次生代谢物合成,在植物的生长发育过程以及代谢工程应用方面起着重要作用。该文介绍糖基转移酶的基本特性,总结近年来研究植物糖基转移酶基因的克隆与功能分析的方法,详细阐述了微生物中3个C-糖基转移酶基因（UrdGT2、gilGT和iroA）的克隆和功能研究,概括糖基转移酶在代谢工程的研究进展,并展望今后的研究趋势,为植物C-糖基转移酶的生物学功能研究和代谢应用方面提供有益帮助。     

植物尿苷二磷酸糖基转移酶超家族晶体结构

糖基转移酶(Glycosyltransferases,GTs)催化的糖基化反应几乎是植物中最为重要的反应。GTs家族1中的植物UGTs(UDP-dependent glycosyltransferases)成员主要运用尿苷二磷酸活化的糖作为糖基供体,因其成员众多、生物功能多样,仅仅通过序列比较和进化分析不能够精确预测其复杂的底物专一性和特有的催化机制,需要后续生化实验的进一步验证。文中主要总结了目前在蛋白结构数据库(Protein Data Bank,PDB)中报道的5种植物UGTs的晶体三维结构和定点突变功能研究进展。详细介绍了植物UGTs整体结构的特点以及蛋白与底物相互作用的细节,为更有效地生化定性UGTs以便深入理解底物专一性提供了有力的工具,从而为植物UGTs在酶工程和基因工程中的应用奠定基础。     

植物阿拉伯半乳聚糖蛋白AG糖链的合成

阿拉伯半乳聚糖蛋白(arabinogalactan-proteins,AGPs)是一类高度糖基化的富含羟脯氨酸(hydroxyproline,Hyp)的糖蛋白,广泛分布于植物的细胞壁、质膜和胞外分泌物中,在植物生长和发育的多个过程中发挥重要作用。主要进行两种翻译后修饰,首先通过脯氨酸羟化酶催化的脯氨酸羟基化,随后在一些羟脯氨酸的羟基上添加阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactan,AG),以AG为主的多糖可占到AGP分子量的90%,这意味着多糖链主要决定着AGP与其他分子间的相互作用进而影响其功能。从2010年2个能特异糖基化AGP的糖基转移酶At FUT4和At FUT6被鉴定以来,越来越多参与AGP多糖合成的糖基转移酶被鉴定。本文综述了近10年来参与AGP多糖链合成的糖基转移酶的研究进展,并结合棉纤维中AGP研究,讨论了多糖合成的机制及亟待解决的问题,展望了其发展趋势。     

糖核苷酸类化合物的合成与在生物学研究中的应用

糖基化是指在酶的作用下,蛋白质、脂质或小分子等连上糖类化合物的过程.它在生物体内广泛存在并有十分重要的生物学意艾.它是通过糖基转移酶催化完成的,其中糖核苷酸是糖基化过程中糖的供体.本文简要叙述了糖核苷酸类化合物的有机合成和生化合成的方法以及该类化合物在抗生素糖基化途径研究、糖基转移酶的生物化学研究和化学生物学机理研究中的应用.     

植物虫瘿

虫瘿是造瘿昆虫诱导植物组织不正常生长产生的,它们通过释放某些酶或者植物激素刺激寄主植物细胞增大或增殖产生了特异形态的虫瘿,而这种特异形态就是造瘿昆虫遗传基因的体外表达。但虫瘿产生的分子机制不是十分清楚,文章主要对目前植物虫瘿的形态特征、形成机制等方面进行综述。     

植物生长物质与植物抗旱性的关系(综述)

脱落酸、乙烯、多胺和细胞分裂素等是与植物抗旱性关系较为密切的几种植物激素。文章就植物在遭受干旱胁迫时其体内激素变化及喷施植物生长调节剂对植物抗旱性的影响进行概述,为生化调控植物抗旱性提供参考。     

植物外源凝集素及其在植物基因工程中的应用

植物外源凝集素及其基因研究近年来发展迅速 ,尤其是在植物基因工程中 ,植物外源凝集素越来越受到重视。本文介绍了植物外源凝集素的分类、分布、多样性、基本组成与结构、凝集素基因同源性、表达及生物学功能等。重点讨论了凝集素基因在植物基因工程中的应用     

基因工程改善植物生物质能利用的研究进展

利用植物木质纤维资源发酵产乙醇越来越受到人们的重视,但是要达到工业生产仍然存在很多难题。最近在利用植物基因工程技术改善植物自身性状,以利于能源植物的研究方面取得了一定的进展,这些研究包括减少植物自身细胞壁中的木质素含量、细胞中积累表达纤维素酶和木聚耱酶等的方法,使产生的生物质更利于降解利用。     

植物基因工程在疫苗上的应用

近年来,植物基因工程技术在医药产品尤其是疫苗上的应用逐渐引起研究人员的重视,把植物栽培,生物技术与医药三者相结合,开辟了新的研究方向和应用领域,本文介绍了通过转基因植物来生产疫苗的有关研究现状,对需要进一步研究的问题进行了讨论。     

植物多糖与免疫

综述了从自然界分离出来的植物多糖的研究进展和发展前景。讨论了从低等植物到高等植物所含多糖的免疫调节特性和作用以及它们的应用。     

药用植物细胞的选育与培养生产次级代谢产物

目前,在医药行业的销售和研发领域中,植物药是健康产业的热点。然而长期的盲目采挖已造成我国当前药用植物资源的匮乏。为解决这一问题,实现药用植物资源的可持续利用,人们从药用植物细胞的选育、细胞培养生产药用植物药用成分等方面进行了研究。本文概述国内外药用植物细胞的选育和大规模培养技术研究中已取得的进展,并提出了目前存在的问题和今后研究的发展方向。     

植物D型细胞周期蛋白

D型细胞周期蛋白(cyclinD,CycD)调控着细胞周期G1/S的转换,基本过程为CycD在外界环境刺激下积累,并与周期蛋白依赖激酶(cyclin-dependentkinase,CDK)形成有活性的激酶,促进成视网膜细胞瘤蛋白(retinoblastoma,Rb)磷酸化,使E2F因子释放,由此促使G1/S转换,这一调控系统在高等真核生物中具有很高的保守性。CycD与其他细胞周期蛋白表达有所不同,其受到生长因子的强烈诱导,去掉生长因子后,表达水平迅速下降,导致细胞被抑制在G1期。大量研究表明,CycD是细胞周期中一个关键的“感受因子”,CycD基因的表达是细胞周期进程中的限速因子,影响着植物的生长发育。现对植物CycD的特征以及在细胞周期中的功能进行综述,并探讨了其在植物生长发育中的作用。     

植物引种驯化对近500年人类文明史的影响及其科学意义

近500年来, 植物引种驯化及其广泛栽培深刻改变了世界农业生产的格局, 对促进人类社会文明进步产生了深远的影响。无论在西方殖民地发展史还是在我国明清发展史中, 每一种重要栽培植物的成功引种和驯化, 都对历史进程产生了不可估量的作用。活植物收集是植物园的核心和“灵魂”, 传承了现代植物园几个世纪科学研究的脉络和成就。活植物收集是植物园科学研究的基础和支撑平台, 也是当前和未来发展的根本。基于活植物收集的植物园研究工作具有多学科综合的特征, 既对基础生物学研究具有重要意义, 也与经济繁荣、社会发展和人类日常生活密切相关。