植物磷酸乙醇胺N-甲基转移酶的研究进展

甘氨酸甜菜碱是一种渗透调节物质,能够维持高盐浓度下细胞的渗透平衡和膜的有序性,并有效地稳定酶的结构;胆碱是甘氨酸甜菜碱生物合成的必要前体物质,而磷酸乙醇胺甲基转移酶（phosphoethanolamineN-methyltransferase,PEAMT）作为甲基转移酶,是催化磷酸乙醇胺三次甲基化生成胆碱的限速酶。近年来研究表明磷酸乙醇胺甲基转移酶不仅在植物生长发育过程发挥作用,而且通过参与渗调物质甜菜碱以及胁迫相关第二信使磷脂酸的合成从而使植物对盐胁迫产生应答反应。本文就植物磷酸乙醇胺甲基转移酶的反应作用机理、生物学功能及表达调控机制进行了归纳总结。     

盐角草磷酸乙醇胺N-甲基转移酶基因（SePEAMT）启动子的克隆及瞬时表达

磷酸胆碱是合成磷脂酰胆碱和甘氨酸甜菜碱的重要前体,磷酸乙醇胺N-甲基转移酶（PEAMT）是磷酸胆碱合成的关键酶。根据已知的SePEAMT cDNA5'端序列设计两个基因特异的反向引物(PP1,PP2),通过锚定PCR获得了PEAMT起始密码子上游1249bp的序列。RLM-RACE反应确定其转录起始位点A位于起始密码子上游301bp处,由此获得了948bp的SePEAMT启动子序列。PlantCARE和PLACE在线启动子预测工具分析表明：该序列除了含有启动子的基本元件TATA-box和CAAT-box外,还含有一些胁迫诱导元件（如ABRE、HSE、LTR）和花粉特异的激活元件AGAAA。构建了SePEAMT启动子与报告基因GUS 融合的表达载体pPro,并通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草,染色结果表明SePEAMT启动子可以有效地驱动GUS基因的瞬时表达。     

杜梨PbPEAMT的克隆、序列分析及表达特征

采用RT-PCR、cDNA末端快速扩增法和长片段PCR技术,从杜梨幼苗中获得1个磷酸乙醇胺N-甲基转移酶基因（Pb—PEAMT）,运用生物信息学方法分析它的序列特点,并通过跨内含子引物进行半定量RT-PCR研究其在非生物胁迫下的表达情况。结果表明：PbPEA臌因编码区DNA序列长为3320bp,由11个外显子和10个内含子组成,cDNA序列长1479bp,推导的多肽包括2个II型甲基转移酶保守结构域,与蓖麻PEAMT蛋白相似性最高（86％）,亲缘关系最近。PbPEA燃因在杜梨幼苗根和叶中均为诱导型表达,100mmol·L^-1氯化钠、10％（w／v）聚乙二醇、180mmol·L^-1甘露醇或20μmol·L^-1脱落酸处理后PbPEAMT表达水平上升,表明PbPEAMT对盐碱、干旱和渗透胁迫存在表达响应,可能参与ABA介导的逆境信号转导途径。     

盐穗木HcPEAMT基因的克隆及表达分析

依据盐穗木编码PEAMT的EST序列设计引物,通过快速扩增cDNA末端技术,获得盐穗木磷酸乙醇胺甲基转移酶(phosphoethanolamine N-methyltransferase,PEAMT)全长cDNA,命名为HcPEAMT。序列分析表明HcPEAMT基因开放阅读框为1 482bp,编码494个氨基酸,推测分子量为56.3kD,理论等电点为5.51。保守结构域分析表明,HcPEAMT含有2个独立的S-腺苷甲硫氨酸依赖性甲基转移酶的保守结构域,每个结构域含有4个基序。系统进化树分析确认HcPEAMT与盐生植物盐角草的亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析表明,盐胁迫3h时,盐穗木同化枝和根中HcPEAMT基因的表达迅速上调并达到最大值,分别为对照的4.3倍和6.7倍。脱落酸(ABA)胁迫3h时,同化枝中HcPEAMT的表达量达到最高,而根中HcPEAMT的表达在12h才达到最高,表达量分别为对照的2.6和2.5倍。研究结果表明,HcPEAMT基因表达受盐胁迫的强烈诱导,也受ABA胁迫的诱导。该研究结果有助于阐明HcPEAMT基因表达与植物抗逆性的相关性。     

豚鼠心脏CDP-乙醇胺磷酸转移酶的动力学研究

为探讨不同的二价基甘油对三种乙醇胺甘油磷脂生物合成能力的影响,通过对豚鼠乙醇胺磷酸转移酶动力学研究,发现磷脂酰乙醇胺的合成可被1-烷基-2-脂酰甘油和1-烯醚基-2-脂酰甘油抑制,而缩醛磷脂酰乙醇胺的生成不受1,2-二脂酰甘油影响,并提示不同的二价基甘油对乙醇胺磷酸转移酶的抑制作用呈非竞争性抑制,此有利于对三种乙醇胺磷脂酰甘油生物合成的相互协调作用。     

胆碱摄取及磷脂酰胆碱合成的调节研究

木文研究了多种氨基酸、乙醇胺和甲基乙醇胺对细胞摄取胆碱和合成磷脂酰胆碱（ＰＣ）的影响,发现多种氨基酸非竞争性地抑制细胞摄取胆碱。含胆碱代谢物的分析显示胆碱转变成ＣＤＰ－胆碱,随之形成ＰＣ均不受氨基酸影响。乙醇胺竞争性地抑制胆碱摄取,且存在剂量依赖关系。乙醇胺能明显抑制胆碱激酶活性,但细胞内胆碱和磷酸胆碱的代谢池并不改变,提示乙醇胺不影响胆碱转变成磷酸胆碱。根据ＣＤＰ－胆碱和ＰＣ的比放射性分布,乙醇胺也不影响ＰＣ的生物合成。甲基乙醇胺抑制胆碱摄入的程度强于乙醇胺,并抑制胆碱激酶和ＣＴＰ：磷酸胆碱胞苷转移酶活性,含胆碱代谢物以ＣＤＰ－胆碱下降最显著;提示甲基乙醇胺不仅抑制胆碱摄入而且还干扰了ＣＤＰ－胆碱通路。     

无芒隐子草CsPEAMT基因克隆及表达特性分析

以无芒隐子草(Cleistogenes songorica)干旱胁迫下的cDNA文库中磷酸乙醇胺N-甲基转移酶(phosphoethanolamine N-methyltransferase,PEAMT)基因的EST序列为基础,采用RACE方法克隆该基因编码区序列,该序列全长为2 104bp,开放读码框1 506bp,编码501个氨基酸。无芒隐子草PEAMT蛋白编码的氨基酸序列与多种植物的PEAMT氨基酸序列有较高相似性,其中与高粱SbPEAMT、玉米ZmPEAMT的蛋白序列相似性最高(93%),说明PEAMT基因在植物进化中非常保守。采用实时定量RT-PCR分析无芒隐子草幼苗在干旱过程中CsPEAMT基因的表达结果显示,干旱胁迫诱导CsPEAMT基因在根和叶中大量表达,且在干旱第8天时CsPEAMT基因在叶和根中表达量分别是未干旱对照的43.35倍和13.25倍,复水后CsPEAMT基因的表达量开始下调。研究表明CsPEAMT基因可能是无芒隐子草抗旱性相关的基因。     

胆碱摄取及磷酯酰胆碱合成的调节研究

本文研究了多种氨基酸、乙醇胺和甲基醇胺对细胞摄取胆碱和合成磷脂酰胆碱的影响,发现多种氨基酸非竞争性抑制细胞摄取胆碱。含胆碱代谢物的分析显示胆碱转变成ＣＤＰ－胆碱,随之形成ＰＣ均不受氨基酸影响。乙醇胺竞争性的抑制胆碱摄取,且存在剂量依赖关系。乙醇胺能明显抑制胆碱激酶活,但细胞内胆碱和磷酸胆碱的代谢池并不改变,提示乙醇胺不影响胆碱转变成磷酸胆碱,根据ＣＤＰ－胆碱和ＰＣ的比放射性分布,乙醇胺也不影响ＰＣ     

猪-C反应蛋白的分离纯化及其性质的研究

以猪血清为材料,通过磷酸乙醇胺—琼脂糖亲和层析,Sepharose 4B柱层析和Sephacryl—S300凝胶过滤,获得了猪C—反应蛋白的结晶。猪C—反应蛋白可与肺炎球菌壁C多糖发生特异的沉淀反应,这种结合是依赖钙离子的。EDTA和一些磷脂代谢产物如磷酸胆碱,磷酸乙醇胺等,能抑制猪C—反应蛋白与C多糖的结合。在SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳及梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳中,猪C—反应蛋白表现出与人C—反应蛋白相同的行为,亚基是一条分子量为23.5kD的肽链,全分子的表观分子量为150kD。猪C—反应蛋白与兔抗人C—反应的蛋白的抗血清能发生免疫交叉反应。     

植物N-酰基乙醇胺(NAEs)的代谢机制及其生理功能

N-酰基乙醇胺是植物组织中由N-酰基磷脂酰乙醇胺水解生成的脂肪酸氨基化合物,并能在酰胺水解酶和脂氧合酶的作用下进一步发生水解或氧化反应。作为细胞中微量的脂质组分,N-酰基乙醇胺参与了植物细胞防卫系统的信号转导事件,且对植物种子萌发等生命活动具有生理调节功能。本文综述了近年来N-酰基乙醇胺的相关研究进展,主要包括植物体中N-酰基乙醇胺的种类、分布及其代谢机制,并着重介绍了其生理功能。