植物异戊烯基转移酶研究进展

次生代谢产物的生物学作用被认为是高等植物生存和进化的关键.类异戊二烯(Isoprenoids)化合物作为植物中极为丰富的一类次生代谢物,在植物信号转导、适应气候、繁殖及防御等方面具有多种生理功能.此外,植物类异戊二烯化合物还广泛应用于制药、天然乳胶、香料及有机合成等工业领域,具有重要的经济价值.异戊烯基转移酶(Pren...     

植物中的异戊烯基转移酶

介绍了近年来植物中异戊烯基转移酶(又称异戊烯基二磷酸合酶,IPPS)的研究进展,着重讨论IPPS的链长决定机制,同时分析了有待解决的问题.     

异戊烯基化吲哚类生物碱的化学酶合成

异戊烯基化吲哚类生物碱广泛存在于麦角菌、青霉菌和曲霉菌中,具有一定的药理学活性,与未异戊烯基化的前体在生物活性方面具有明显的差异.曲霉菌中的某些异戊烯基化吲哚类生物碱具有抗癌活性,如烟曲霉毒素C（fumitremorgin C）、tryprostatin B,但其天然产量低且不易分离,利用化学酶合成法可很容易地将前体转化为异戊烯基化吲哚类生物碱.异戊烯基转移酶FtmPT1对二甲丙烯基二磷酸（dimethylallyl diphosphate,DMAPP）具有专一性,但可以接受不同的芳香族底物.早期研究发现,FtmPT1能接受含色氨酸的不同环二肽为底物,但以cyclo-L-Trp-L-Tyr和cyclo-L-Trp-L-Phe为底物时,酶的相对活性很低,其产物量少,无法用于合成产物.本实验通过优化酶反应条件来提高其产量.将已构建的含ftmPT1的质粒在大肠杆菌中诱导表达,经Ni-NTA亲和柱纯化后用于酶反应.实验结果表明,通过增加酶量（终浓度2.8 μmol/L）、延长培养时间（37 ℃,24 h）,以cyclo-L-Trp-L-Tyr和cyclo-L-Trp-L-Phe为底物的酶反应产率分别达到49.3%和21.3%,产物经¹H^-NMR、¹H-¹H-COSY和ESI-MS鉴定,其结果与预期吻合.据检索,这2个化合物均为新化合物,分别命名为cyclo-C2-1′-DMA-L-Trp-L-Tyr和cyclo-C2-1′-DMA-L-Trp-L-Phe.     

泡桐丛枝植原体tRNA异戊烯基焦磷酸转移酶基因克隆、原核表达及功能分析

【目的】为了鉴定植原体tRNA异戊烯基焦磷酸转移酶基因(tRNA-ipt)的表达及蛋白功能,探索植原体致病机理。【方法】对泡桐丛枝、桑萎缩、长春花绿变及苦楝丛枝植原体tRNA-ipt基因完整序列进行PCR扩增和生物信息学分析。对泡桐丛枝植原体tRNA-ipt基因进行原核表达并制备抗体。利用Western blot和FITC间接免疫荧光显微镜检测其在植原体中的表达。使用分光光度计分析该基因对大肠杆菌生长的影响,用ELISA测定转化菌株细胞分裂素含量。【结果】首次发现泡桐丛枝、桑萎缩、长春花绿变及苦楝丛枝植原体中完整tRNA-ipt基因,大小为876 bp,编码291个氨基酸,且N端均含有ATP/GTP结合位点保守序列(GPTASGKT)。4种植原体tRNA-IPT之间的氨基酸序列相似率为99.1%-99.5%,与同组植原体同源性在95.4%-99.3%,与其他组植原体同源性低于70%。SDS-PAGE结果显示tRNA-IPT蛋白在大肠杆菌中得到表达。首次获得泡桐丛枝植原体tRNA-IPT抗体并检测到该蛋白在泡桐发病组织中的特异表达。经过对转化菌株生长曲线及玉米素含量的测定,发现该基因能促进大肠杆菌后期生长和玉米素核苷的积累。【结论】4种植原体tRNA-ipt基因编码相同特性的功能蛋白,泡桐丛枝植原体tRNA-IPT蛋白能够在植原体中表达,根据该基因对异源菌株生长速率和激素合成的影响推断该蛋白可能参与植原体的细胞分裂素合成,在致病过程中起到重要作用。     

异戊烯基转移酶基因在转基因烟草中的特异性表达

来自农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｕｍ ｅｆａｃｉｅｎｓ）的细胞分裂素生物合成基因——异戊烯基转移酶基因（ｉｐｔ）与矮牵牛（Ｐｅｔｕｎｉａ ｈｙｂｒｉｄａ Ｖｉｌｍ ．）中的磷酸核酮糖羧化酶小亚基启动子（ＳＳＵ）融合后转入烟草（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）。在转基因烟草中研究了这种嵌合基因的特异性表达,并且测定了内源细胞分裂素水平的变化。结果表明,矮牵牛的ＳＳＵ 启动子能够特异性地控制ｉｐｔ基因在烟草中的表达     

巴西橡胶树顺式异戊烯基转移酶基因cDNA克隆及其序列特征分析

以巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)胶乳的RNA为Tester;叶片RNA为Driver,利用抑制消减杂交法(suppressive subtractive hybridization,SSH)构建了一个胶乳特异表达基因差减文库.通过反式Northern点杂交(reverse Northern dot blots)筛选到一个与顺式异戊烯基转移酶基因(橡胶生物合成的关键酶基因)高度同源的阳性克隆R363.采用RACE方法获得该克隆的全长cDNA(GenBank登陆号:AY461414).序列分析表明,该基因长1156 bp,含有873 bp的阅读框,编码290个氨基酸,分子量约为32.9 kD,等电点为7.2,含有N-端跨膜螺旋区.同源性分析表明R363编码的蛋白质具有异戊烯基转移酶家族的特征,含有cis-异戊烯基链转移酶的5个高度保守区,推测R363可能是一种新的顺式-异戊烯基转移酶基因.Northern blot分析显示,R363在胶乳中高度表达,在叶中不表达.乙烯处理前后表达强度一致,表明该基因表达不为乙烯所诱导.     

补骨脂中异戊烯基黄酮类化合物及其药理作用研究进展

综述补骨脂(Psoralea corylifolia)中的异戊烯基黄酮类化合物及其药理作用的研究进展.     

异戊烯基转移酶N端截短强化异戊烯基柚皮素合成

8-戊烯基柚皮素(8-prenylnaringenin,8-PN)是一种强有效的雌激素,具有很高的药用价值,同样也是多种异戊烯基黄酮的前体.微生物合成8-PN主要面临异戊烯基转移酶(prenyltransferases,PTs)催化活性较低以及前体供给不足等问题,严重阻碍了 8-PN在微生物体内的高效合成.文中以苦参(...     

苦参异戊烯基黄酮类化合物的化学,活性及其生物合成研究进展

综述苦参(Sophora flavecens Aiton.)异戊烯基黄酮类化合物的化学,活性及其生物合成研究进展。     

CRISPR-Cas系统转录调控机制的研究进展

原核生物可利用由CRISPR-Cas系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR associated)介导的适应性免疫机制防御外源核酸入侵.在适应性免疫过程中,原核生物将外源核酸部分片段整合至自身CRISPR阵列中,表达并加工的...     

枯草芽孢杆菌表达与调控工具相关研究进展

枯草芽孢杆菌作为革兰氏阳性模式微生物,由于其清晰的遗传背景、高效的分泌能力以及简单的培养条件等优势被广泛的应用于生物技术产业。近年来,随着代谢工程与合成生物学的发展,枯草芽孢杆菌相关表达系统与调控工具研究也取得了很大进展。围绕枯草芽孢杆菌动态调控工具的研究进展,分别从转录水平调控和转录后水平调控两个层面上进行综述,并对调控元件在生物技术中的应用进行了讨论。最后,对未来枯草芽孢杆菌表达与调控工具的发展进行了展望。     

转录因子调控植物萜类化合物生物合成研究进展

萜类化合物是植物次生代谢物中结构和数量最多的一类化合物, 它们在植物体内以及植物与环境和其它生命体的相互作用中发挥重要作用。转录因子通过调控代谢通路中基因的转录起始来调节次生代谢物质的产量。目前, 研究发现参与萜类合成的转录因子家族主要有6个, 包括AP2/ERF、bHLH、MYB、NAC、WRKY和bZIP。该文主要对其家族的结构特点、调控模式以及研究进展进行综述, 以期进一步丰富萜烯合成的网络调控, 为植物萜类相关的分子育种、优质栽培和病虫害生物防治等提供新的思路与方法。     

花青素转录因子调控机制及代谢工程研究进展

花青素是广泛存在于植物中的一类重要的类黄酮化合物, 在植物生长发育和人类营养保健方面具有重要价值。花青素的生物合成途径已经解析得比较清楚, 但花青素的代谢调控网络还在不断完善。调控花青素生物合成的转录因子主要包括MYB、bHLH和WD40三大类, 这些转录因子通过激活或抑制CHS、ANS和DFR等花青素途径关键结构基因的表达水平, 进而决定花青素积累的部位与水平。该文结合国内外花青素生物合成与转录调控方面的研究进展, 简要介绍了花青素的生物合成途径, 归纳总结了模式植物中花青素代谢调控的分子机理, 尤其是MYB、bHLH和WD40三类主要转录因子的调控机理, 以及这些转录因子在观赏植物和水果等经济作物花青素代谢工程中的应用。该文将为系统阐明花青素的转录调控机制和利用代谢工程改良花青素的相关研究提供有益参考。     

Advances in ABO gene expression regulation

The ABO blood group system is vital to blood transfusion and organ transplantation. ABO antigens are the most important of all blood group antigens in clinical practice, and are not only present in red blood cells and platelets, but also in most secretions and epithelial tissues. ABO antigens are known to undergo drastic changes during the development, differentiation, and maturation of normal cells. Profound changes have also been documented in pathological processes such as tumorigenesis. To elucidate the molecular basis of how ABO genes are controlled in cell type specific expressions, such as normal cell differentiation or in cancer cells lacking A/B antigens, it is essential to understand the regulatory mechanisms of ABO gene expression. In this review, current knowledge concerning the regulatory mechanisms of ABO gene expression was summarized.     

Advances in the Plant Isoprenoid Biosynthesis Pathway and Its Metabolic Engineering

Although the cytosolic isoprenoid biosynthetic pathway, mavolonate pathway, in plants has been known for many years, a new plastidial 1-deoxyxylulose-5-phosphate (DXP) pathway was identified in the past few years and its related intermediates, enzymes, and genes have been characterized quite recently.With a deep insight into the biosynthetic pathway of isoprenoids, investigations into the metabolic engineering of isoprenoid biosynthesis have started to prosper. In the present article, recent advances in the discoveries and regulatory roles of new genes and enzymes in the plastidial isoprenoid biosynthesis path way are reviewed and examples of the metabolic engineering of cytosolic and plastidial isoprenoids biosnthesis are discussed.     

Advances in the Plant Isoprenoid Biosynthesis Pathway and Its Metabolic Engineering

Although the cytosolic isoprenoid biosynthetic pathway, mavolonate pathway, in plants has been known for many years, a new plastidial 1-deoxyxylulose-5-phosphate (DXP) pathway was identified in the past few years and its related intermediates, enzymes, and genes have been characterized quite recently. With a deep insight into the biosynthetic pathway of isoprenoids, investigations into the metabolic engineering of isoprenoid biosynthesis have started to prosper. In the present article, recent advances in the discoveries and regulatory roles of new genes and enzymes in the plastidial isoprenoid biosynthesis pathway are reviewed and examples of the metabolic engineering of cytosolic and plastidial isoprenoids biosynthesis are discussed.     

植物适应酸铝胁迫机理的研究进展

酸铝胁迫是限制植物正常生长发育的重要非生物胁迫因子,严重制约了我国酸性土壤地区的农业生产水平。植物抵御酸铝胁迫的形式复杂多样,如分泌有机酸、提高根际pH、分泌黏液、细胞壁对Al³⁺的固定、有机酸对细胞溶质中Al³⁺的螯合与液泡区隔化等。现有研究多集中于常规生理特征分析,缺乏深入的分子生物学解析。基于此,本文对国内外植物适应酸铝胁迫机理的相关研究进行了归纳和总结,从酸铝胁迫对植物生长与生理代谢的影响、植物适应酸铝胁迫最主要的两种生理机制(Al排除机制、Al耐受机制)以及分子水平上调控相关耐铝基因进行了综述。最后针对现有研究的不足提出了展望,以期为深入揭示植物适应酸铝胁迫的机理以及挖掘适于酸土生长的优质作物资源提供理论依据。