植物几丁质酶的结构与功能、分类及进化

近年来对几丁质酶的研究越来越深入,资料也愈来愈多,有的植物几丁质酶除具有几丁质酶活性,还具有其它的活性,典型的几丁质酶由－N－端信号区,催化区和C－端延伸区组成,有的还有几丁质结合域,各项能域具有各自的功能,对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,目前公认的分成4组9个亚组,有证据表明植物几丁质酶在进化过程中有遗传转座现象,但具有进化过程还有待进一步确证,对几丁质酶与其它一些蛋白的关系的了解有助于理解几丁质酶的起源和进化,由于几丁质酶具有独特的抗真菌特性,因而几丁质酶基因成为目前抗真菌基因工程研究的热之一。     

植物中几丁质酶的作用

几丁质酶 (EC3.2 .1.14)是降解几丁质的糖苷酶。很多植物包括草本植物和木本植物都能产生几丁质酶 [1] 。由于几丁质酶在植物抗真菌病害中起着重要的作用 ,因而成为近年抗真菌病害研究的热点之一 [2 ] 。随着对几丁质酶研究的深入 ,发现该酶不仅与抗真菌病害有关 ,而且在植物发育、抗胁迫及共生固氮等方面都发挥着作用。1　参与植物的发育调控植物几丁质酶基因的表达具有组织特异性 ,参与了植物的发育调控 ,尤其在早期胚胎发育过程中。胡萝卜中 ,几丁质酶 EP3 参与控制早期胚胎发育 [3 ] 。在云杉体胚发育中 ,几丁质酶也起到了调控作用。…     

植物几丁质酶的研究进展

自 1 92 1年Ｆｏｌｐｍｅｒｓ首次从细菌和放线菌中证实水溶性几丁质酶存在以来 ,研究者又相继在多种微生物、植物、动物中分离到几丁质酶。在高等植物中 ,几丁质酶分布于草本植物和木本植物或单子叶植物和双子叶植物 ,主要存在于植物的根、茎、叶、花、果实、种子及胚等部位 ,种子、花器、根中的几丁质酶含量一般高于其它器官[1] 。现以在玉米、水稻、小麦、大麦、棉花、油菜、甜橙等 70多种栽培植物和野生植物中检测到几丁质酶活性[2 ] 。1　几丁质酶的特性及分类定位1 1　几丁质酶的一般特性几丁质酶是一种糖苷酶 ,以几丁质 [(1 ,4) - 2…     

植物几丁质酶的研究进展

几丁质酶是植物抗真菌基因工程的热点之一。本文叙述了植物几丁质酶的特性、结构和功能、基因结构;按最新资料对以前的植物几丁质酶的分类系统进行了完善;概述了几丁质酶的分子进化的各家观点及其模型,并归纳了植物几丁质酶的生物学作用。     

植物几丁质酶的结构与功能、分类及进化

近年来对几丁质酶的研究越来越深入,资料也愈来愈多。有的植物几丁质酶除具有几丁质酶活性,还具有其它的活性。典型的几丁质酶由N_端信号区、催化区和C_端延伸区组成,有的还有几丁质结合域。各功能域具有各自的功能。对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,目前公认的是分成4组9个亚组。有证据表明植物几丁质酶在进化过程中有遗传转座现象,但具体进化过程还有待进一步确证。对几丁质酶与其它一些蛋白的关系的了解有助于理解几丁质酶的起源和进化。由于几丁质酶具有独特的抗真菌特性,因而几丁质酶基因成为目前抗真菌基因工程研究的热点之一。     

几丁质酶与植物防卫反应

几柄质酶广泛存在于自然界,亦普遍存在于高等植物中,但在植物体内,至今尚未发现几丁质酶作用的底物。最近的研究不断发现植物防卫反应诱导表达的基因中包含着编码几丁质酶的基因。许多研究已经表明,几丁质酶在植物体内的诱导与积累,对于增强植物防卫能力发挥着重要作用,而植物自身防卫反应是目前植物分子生物学研究的热点之一。     

植物几丁质酶的结构,基因及其表达

几丁质酶按其蛋白氨基酸序列结构的特征及同源性可分为六类,即：ＣｌａｓｓⅠ－Ⅵ。ＣｌａｓｓＩ在蛋白氨基酸结构上包括三个功能区域,Ｎ－端是富含半胱氨酸的几丁质结合工,约４０个氨基酸;Ｃ－端是酶的催化区,也是酶的主要功能区域,约３００个氨基酸;二者通过一个多变的交联区连接在一起。ＣｌａｓｓⅡ仅具有类似于ＣｌａｓｓⅠ的酶催化区域,而没有几丁质结构区和交联区。ＣｌａｓｓⅢ几丁质酶在氨基酸序列上与ＣｌａｓｓⅠ     

几丁质酶及其在植物遗传转化中的应用

介绍了几丁质酶的作用原理和主要性质,几丁质酶基因的主要来源和表达调控特点,阐述了几丁质酶基因在植物转化中的应用和存在的问题。     

植物几丁质酶的研究进展

几丁质酶是植物抗真菌基因工程的热点之一。本文叙述了植物几丁质酶的特性、结构和功能、基因结构;按最新资料对以前的植物几丁质酶的分类系统进行了完善;概述了几丁质酶的分子进化的各家观点及其模型,并归纳了植物几丁质酶的生物学作用 。     

杆状病毒几丁质酶基因结构与功能的研究进展

杆状病毒几丁质酶基因是杆状病毒的非必需基因,是高度保守的基因。该基因在杆状病毒复制晚期表达产生几丁质酶,该酶N端具信号肽,中部是酶的活性区,C端是酶的内质网结合区。杆状病毒几丁质酶同时具有内切和外切几丁质酶活性,主要功能是水解昆虫体内的组成型几丁质。杆状病毒几丁质酶对于虫体液化是必需的,同时它还是原组织蛋白酶(pro-V-Cath)的分子伴侣,并与病毒侵染机制相关联。杆状病毒的几丁质酶基因与细菌的几丁质酶基因可能源于共同的祖先。     

几丁质酶及其研究进展

本文从几丁质酶的分布、发育调节、可诱导性、分子生物学及抗病基因工程等方面近年来的进展进行了综合论述,并对其进一步的应用提出展望。     

真菌诱导的植物几丁酶蛋白

几丁酶,水解几丁质-真菌细胞壁的主要成分,该酶广泛存在于微生物和动植物中.近年来,植物几丁酶在植物抗真菌侵染过程中的作用和巨大的应用前景,已引起了人们的广泛关注.重点综述亲和组合、不亲和组合及内生菌根中真菌对植物几丁酶蛋白的诱导、几丁酶的组织细胞学定位及其抗真菌活性研究.     

几丁质酶及其在抗植物真菌病害中的作用

几丁质酶 (ChitinaseEc .3.2 .1 4 )广泛存在于植物、动物及微生物细胞和组织中 ,参与多种生理过程。几丁质是构成大多数真菌细胞壁的主要成分。研究发现许多微生物都可以产生几丁质酶。几丁质酶的生物活性可显著抵抗植物真菌病害。对几丁质酶的研究历史和现状进行了综合论述 ,并对几丁质酶及其抗病性、几丁质酶在植物病害生物防治和抗病基因工程中的应用前景进行了展望。     

结核杆菌 D29 噬菌体几丁质酶基因的表达及功能研究

噬菌体一般通过表达内溶素来降解宿主菌细胞壁上的肽聚糖 . 用 PCR 技术从结核杆菌 D29 噬菌体基因组中克隆了 gene10 ,并使其在大肠杆菌中得到了高效表达,蛋白质 C 端带有 6×His. 用镍柱亲和纯化了大肠杆菌表达的 gp10 蛋白可溶性部分 . 活性测定表明, gp10 不但具有几丁质酶活性,还具有溶菌酶活性,是一种双功能的酶 . 耻垢杆菌经 gp10 作用后,其生长受到抑制,扫描电镜观察发现部分耻垢杆菌被降解 . 说明与其他种类噬菌体降解细胞壁的方式不同, D29 噬菌体可能利用 gp10 的溶菌酶活性使结核杆菌细胞壁降解 . 这有助于揭示结核杆菌噬菌体与其宿主的相互作用机制,是关于噬菌体几丁质酶的首次报道 .     

昆虫几丁质酶及其在植物抗虫品种改良中的应用

几丁质是昆虫外壳和围食膜的重要组成成分 ,在适当的时期昆虫分泌适量的几丁质酶降解几丁质以保证昆虫的正常生长。植物几丁质酶能够抵御病原菌的入侵 ,但是对昆虫没有明显的效果 ,而昆虫几丁质酶基因在转基因植物中的组成型表达却对昆虫具有明显的抗性。本文综述了昆虫几丁质酶的特性 ,阐述了昆虫几丁质酶及其在植物抗虫方面应用的研究进展。     

细菌几丁质酶结构、功能及分子设计的研究进展

几丁质是仅次于纤维素的第二大天然多糖,由N-乙酰-D-氨基葡萄糖聚合而成,具有重要的应用价值。自然界中几丁质可被细菌高效降解。细菌可分泌多种几丁质降解酶类,主要分布在GH18家族和GH19家族中。细菌中几丁质降解酶基因存在明显的基因扩增及多结构域组合现象,不同家族、不同作用模式的几丁质酶系协同作用打破复杂的抗降解屏障,完成结晶几丁质的高效降解。因此,深入分析细菌几丁质酶结构与功能,对几丁质高效降解与高值转化应用具有重要意义。本文介绍了细菌几丁质酶的分类、结构特点与催化作用机制;总结了不同细菌胞外几丁质降解酶系的协同降解模式;针对几丁质酶家族分子改造的研究进展,展望了以结构生物信息学及大数据深度学习为基础的蛋白质工程设计策略在今后改造中的作用,为几丁质酶的设计与理性改造提供新的视角与思路。     

植物水孔蛋白的功能

水孔蛋白是由多基因编码的介导水分快速跨膜转运的膜内在蛋白。植物水孔蛋白分为4类,具有多功能性,包括介导水分的快速跨膜转运,参与气孔运动,参与叶肉内CO_2的运输,调节植物对中性分子(甘油、NH_3、尿素)和营养元素(硼、硅)的吸收,参与植物体内的氧化应激及信号的跨膜转导等。     

植物MicroRNA功能的研究进展

MicroRNA(miRNA)是真核生物基因表达的一类负调控因子,植物miRNA主要在转录水平上通过介导靶基因的甲基化、在转录后水平介导靶mRNA的切割或降低靶mRNA的翻译来调节基因的表达,从而调控植物器官的形态建成、生长发育、激素分泌与信号转导以及植物对逆境胁迫因素的应答能力。该文主要综述了近年来植物miRNA在植物生长发育、激素调节与信号转导以及逆境胁迫应答中的重要作用,并针对miRNA的网络调控特征提出了今后miRNA功能研究的方向。     

转几丁质酶基因防植物病害研究:进展、问题与展望

综合评述了近几年转几丁质酶基因防植物病害研究中的发现与进展：（１）至少３１种病原真菌（含变种和专化型）可诱导植物几丁质酶,（２）据称已提纯的植物几丁质酶对立枯丝核菌等真菌呈现了体外抑菌活性;（３）一些生防细菌的防病作用依赖于其几丁质酶基因的存在;（４）数种植物几丁质酶基因和一种细菌几丁质酶基因已被转入水稻、烟草、番茄等植物,一些转基因株系抗病性显著增强;（５）粘质沙雷氏菌的一种几丁质酶基因已被转入荧光假单胞菌和根瘤菌中,转基因细菌对立枯丝核菌有显著抑制作用。就几丁质酶抑菌谱、转基因的策略和研究中存在的疑点进行了分析讨论。建议今后的研究方向应集中在以下几方面：（１）加速转几丁质酶基因或几丁质酶基因与其它基因组合的植物实用化;（２）进一步研究不同基因组合的增效作用及增效机理;（３）查明个别几丁质酶基因的抑菌谱及选择性抑菌机制;（４）转几丁质酶基因或与其它基因的组合于植物内生细菌。