Rubisco活化酶及其对Rubisco的调节作用

介绍了Robisco活化酶的发现和分子生物学特性，以及活化酶对光合作用中的关键酶──Ru－bisco的调节机制，这种调节主要是通过减轻磷酸糖的抑制作用实现的。     

植物Rubisco活化酶的研究进展

植物Rubisco活化酶广泛存在于光合生物中,是AAA＋家族成员,具有ATP酶活性,并具有对温度反应的活化Rubisco和分子伴侣的双重功能。该文重点介绍了近年来对Rubisco活化酶的分子特性、作用机制、温度等因子的影响及基因工程研究的最新进展。     

Rubisco活化酶的研究进展

Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶是最近发现的一种该编码的叶绿体蛋白,它在叶绿体内具有激活光合碳同化限速酶Ｒｕｂｉｓｃｏ的功能,该酶能在生理水平ＲｕＢＰ,ＣＯ２浓度（１０μｍｏｌ／Ｌ）下使Ｒｕｂｉｓｃｏ达到最大的活化程度,Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶的研究揭示了长期以来未能解决的Ｒｕｂｉｓｃｏ在体内活化的机理,Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶能解除磷酸糖对Ｒｕｂｉｓｃｏ活性的抑制作用,它的活化活性需要有ＡＴＰ的存在,同时它有ＡＴＰ     

Rubisco活化酶的研究进展

Rubisco活化酶是近年中发现的一种可以调节Rubisco活性的酶,它能使Rubisco在植株体内条件下达到最大活化程度。Rubisco活化酶不仅具有活化Rubisco的活性,而且具有ATP水解酶活性。在ATP水解过程中,Rubisco活化酶促使各种磷酸糖抑制物从Rubisco上解离下来,恢复Rubisco活性。Rubisco活化酶的发现与研究使许多Rubisco体内活化中的疑难问题得到了阐明。本文还介绍了Rubisco活化酶的分子特性、酶作用机制以及环境因素对它活性影响等方面的最新研究进展。     

Rubisco活化酶的研究进展

Rubisco活化酶是近年中发现的一种可以调节Rubisco活性的酶 ,它能使Rubisco在植株体内条件下达到最大活化程度。Rubisco活化酶不仅具有活化Rubisco的活性 ,而且具有ATP水解酶活性。在ATP水解过程中 ,Rubisco活化酶促使各种磷酸糖抑制物从Rubisco上解离下来 ,恢复Rubisco活性。Rubisco活化酶的发现与研究使许多Rubisco体内活化中的疑难问题得到了阐明。本文还介绍了Rubisco活化酶的分子特性、酶作用机制以及环境因素对它活性影响等方面的最新研究进展。     

烟草Rubisco活化酶的纯化及其特性

利用35％饱和硫酸铵分部、DEAE－Sephacel和FPIC－MonoQ柱层析等步骤从烟草叶片中纯化了Rubisco活化酶,并制备了其专一性抗体。此法不仅快速,而且比活力高。以往认为菠菜和拟南芥Rubisco活化酶由两种亚基组成。通过快速制备的粗提液分析．发现烟草Rubisco活化酶由一种42kD的亚基组成。即使在有多种蛋白酶抑制剂存在的情况下,此亚基仍很易降解为39kD的亚基。ATP不仅对酶的活性所必需,而且也有利于维持酶的稳定性。该酶的热稳定性远比Rubisco差。     

烟草Rubisco活化酶的纯化及其特性

利用３５％饱和硫酸 分部、ＤＥＡＥＳｅｐｈａｃｅｌ和ＦＰＬＣ＝－ＭｏｎｏＱ柱层析等步骤从烟草叶片Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶,并制备了其性抗体。此法不仅快速,而且比活力高。以往认为菠菜和拟南芥Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶由两种亚基组成。通过快速制备的粗提液分析,发现烟草Ｒｕｂｉｓｃｏ活化酶同一各４２ＫＤ的亚基组成。即使在有多种收白酶抑制的情况下,此亚基仍很易降３９ＫＤ的亚基。ＡＴＰ不仅对酶的活性所必需,而且也有利     

小麦Rubisco 活化酶基因的克隆和表达特性

Rubisco活化酶是广泛存在于光合生物中调节Rubisco活性的酶, 我们利用PCR技术, 从小麦(Triticum aestivum)叶片cDNA文库中克隆得到Rubisco活化酶基因cDNA片段, 该片段长度为850 bp, 编码201个氨基酸。Northern blot表明, 小麦叶片在暗诱导衰老的条件下, 叶片中活化酶基因表达水平逐渐下降; 同时, 小麦叶片的光合特性、叶绿素含量和Rubisco活性呈现下降趋势。这些结果表明, 衰老时小麦叶片Rubisco活化酶基因表达水平下降与光合速率下降密切相关。     

小麦Rubisco活化酶基因的克隆和表达特性

Rubisco活化酶是广泛存在于光合生物中调节Rubisco活性的酶,我们利用PCR技术,从小麦(Triticum aestivum)叶片cDNA文库中克隆得到Rubisco活化酶基因cDNA片段,该片段长度为850 bp,编码201个氨基酸.Northern blot表明,小麦叶片在暗诱导衰老的条件下,叶片中活化酶基因表达水平逐渐下降;同时,小麦叶片的光合特性、叶绿素含量和Rubisco活性呈现下降趋势.这些结果表明,衰老时小麦叶片Rubisco活化酶基因表达水平下降与光合速率下降密切相关.     

水稻叶片Rubisco 活化酶表达的昼夜变化

在 48h的自然光照、连续光照和连续黑暗处理下 ,水稻幼苗rcamRNA的含量均表现出昼夜节奏特性 ,其中以自然光周期中变化最为明显。在光暗交替的条件下 ,RCA含量虽也表现出明显的昼夜变化 ,但连续黑暗处理其含量持续下降 ,连续光照则其含量先上升然后下降 ,说明它不发生节昼现象。这些结果表明RCA表达在转录和翻译水平上的调控机制不同 ,转录既由光暗交替控制又受内生节奏调节 ,而翻译则更大程度上由光调节     

大麦和玉米叶片叶绿体中Rubisco及其活化酶的免疫金标记定位

运用免疫金标记电镜技术研究了禾本科C3植物大麦(Hordeum vulgare L.)和C4植物玉米(Zea mays L.)叶片中Rubisoo及其活化酶(RCA)的细胞定位,结果表明:两种植物叶片解剖结构及叶绿体超微结构差别明显.在大麦叶细胞中,只有一种叶肉细胞叶绿体,Rubisoo和RCA主要分布于叶绿体的间质中.在玉米叶细胞中,存在着维管束鞘细胞和叶肉细胞两种类型叶绿体,Rubisco主要分布于鞘细胞叶绿体的基质中,但在叶肉细胞叶绿体中亦有少量特异性标记;RCA在鞘细胞叶绿体和叶肉细胞叶绿体的基质中都有分布.两种植物叶绿体结构及光合作用关键酶定位的不同,体现了C3植物和C4植物在光合器结构与功能上的差异.     

水稻转绿型白化突变系W25转绿过程中Rubisco、Rubisco活化酶活性与光合速率的变化

水稻 (OryzasativaL .)转绿型白化突变系W2 5在转绿过程中叶绿素、可溶性蛋白质和Rubisco含量的动态变化过程表明 ,白化突变体内叶绿素、可溶性蛋白质和Rubisco含量极低 ,随着转绿过程各组分含量迅速提高 ,转绿至第 30天时超过野生种 2 177s;Rubisco初始活力与Rubisco活化酶含量呈极显著正相关。Rubisco活化酶基因表达的研究结果表明 ,突变体的Rubisco活化酶表达高于野生种 2 177s。在转绿过程中 ,Rubisco活化酶含量的提高要先于Rubisco和光合速率     

Rubisco Activase mRNA Expression in Spinach: Modulation by Nanoanatase Treatment

Characterized by a photocatalysis property, nanoanatase is closely related to the photosynthesis of spinach. It could not only improve light absorbance, transformation from light energy to electron energy, and active chemical energy, but also promote carbon dioxide (CO₂) assimilation of spinach. However, the molecular mechanism of carbon reaction promoted by nanoanatase remains largely unclear. In this study, we report that the amounts of Rubisco activase (rca) mRNA in the nanoanatase-treated spinach were increased by about 51%, whereas bulk-TiO₂ treatment produced an increase of only 5%. Accordingly, the protein level of Rubisco activase from the nanoanatase-treated spinach was increased by 42% compared with the control; however, bulk-TiO₂ treatment resulted in a 5% improvement. Further analysis indicated that the activity of Rubisco activase in the nanoanatase-treated spinach was significantly higher than the control by up to 2.75 times, and bulk-TiO₂ treatment had no such significant effects. Together, one of the molecular mechanisms of carbon reaction promoted by nanoanatase is that the nanoanatase treatment results in the enhancement of rca mRNA expressions, protein levels, and activities of Rubisco activase, thereby leading to the improvement of Rubisco carboxylation and the high rate of photosynthetic carbon reaction.     

Heat sensitivity of Rubisco,Rubisco activase and Rubisco binding protein in higher plants

During the past few years the investigations concerning Rubisco and the changes of its activity and properties at elevated temperature were reconsidered with special reference to the important role of Rubisco activase and Rubisco binding protein. The major changes in Rubisco, Rubisco activase and Rubisco binding protein reported recently are presented in this review. New information on these proteins, including their changes under heat stress conditions, is discussed together with open questions.     

彩叶草Rubisco活化酶基因SsRCA的分子特征及其表达模式

为研究观赏植物彩叶草的光合特性,根据Rubisco活化酶(RCA)的保守区域简并扩增获得的保守片段,采用RACE方法,克隆了RCA全长cDNA,命名为SsRCA(GenBank登录号FJ787730).SsRCA cDNA全长1 548bp,包含1个1 311bp的ORF框,编码436个氨基酸的前体蛋白.其5'-UTR区含有1个终止子TAA,3'-UTR区具有2个mRNA非稳定性相关的DST-like元件和推测的加尾信号AATAAA.SsRCA蛋白具有定位于叶绿体的N端转运肽,具有2个保守的ATP-binding结构域、1个sensor 2基序和多个磷酸化位点.多序列比对和系统进化分析表明,SsRCA与其他植物的RCA蛋白具有较高的一致性,属于RCA的β亚基.表达分析表明,SsRCA基因在含有绿色组织的茎、叶和萼片表达.在9 h黑暗和15 h光照的光周期处理中,正午时表达量最高,午夜时表达量最低,具有明显的光诱导表达特性.