植物纤维素合酶基因研究进展

纤维素合酶催化合成的 β_1 ,4糖苷链构成植物细胞壁中含量最丰富的组份纤维素。植物体中存在着众多纤维素合酶 ,同时还具多种与之相关的纤维素合酶相似蛋白 ,它们组成了一个庞大的纤维素合酶超家族。纤维素合酶的催化机理尚不清楚 ,纤维素合酶相似蛋白的功能更有待于深入研究。本文综述了近年植物纤维素合酶及其相似蛋白编码基因的研究进展。     

高等植物纤维素合酶超家族

从1996年第一个植物纤维素合酶基因的鉴定,人们对植物体内纤维素合成的研究已经走过了10年的历程。10多年中,人们取得了很大的成果,也有很多问题有待解决。该文主要介绍拟南芥和毛果杨基因组中的纤维素合酶超家族。     

植物细胞壁中纤维素合成的研究进展

纤维素是植物细胞壁的主要成分,是植物细胞壁执行生理功能的基础,也是人类生产和生活中必不可少的一类物质。本文对纤维素合成、合成中所需要的酶以及纤维素沉积中微纤丝的作用等方面进行了综述和探讨, 并对纤维素合成的深入研究进行了展望。     

拟南芥纤维素合酶基因时空表达模式与功能预测

纤维素是细胞壁的主要组成成分, 研究纤维素合成可以从源头上解决关于高效降解纤维素的问题。该研究通过综合拟南芥(Arabidopsis thaliana)纤维素合酶基因(AtCESA)家族的进化和芯片表达分析及根据拟南芥全生育期GUS染色结果分析纤维素合酶基因的时空表达模式, 发现拟南芥纤维素合酶基因AtCESA1, 3, 6以及AtCESA4, 7, 8分别参与细胞壁初生壁和次生壁的合成并存在明显的共表达现象。其中, AtCESA1, 3, 6在全生育期表达, AtCESA4, 7, 8主要在根、茎和叶脉等次生壁细胞中表达。AtCESA5和AtCESA6、AtCESA2和AtCESA9以及AtCESA1和AtCESA10等基因对均有基因重复作用。根据AtCESA家族基因表达模式和分子演化关系可以推测, AtCESA5对AtCESA6以及AtCESA9对AtCESA2可能分别存在功能冗余。此外, AtCESA9的表达具明显的组织特异性。上述研究结果为深入认识拟南芥纤维素合酶基因的功能奠定了基础。     

植物萜类合酶研究进展

随着植物中许多有价值的萜类化合物被发现和应用于人类生活 ,萜类生物合成途径的研究倍受重视。萜类合酶催化单萜、倍半萜和二萜生物合成 ,即分别催化GPP、FPP和GGPP形成单萜、倍半萜和二萜。本文叙述了近年来在植物萜类合酶催化机理、克隆策略和萜类生物工程的研究进展     

植物萜类合酶研究进展

随着植物中许多有价值的萜类化合物被发现和应用于人类生活,萜类生物合成途径的研究倍受重视。萜类合酶催化单萜、倍半萜和二萜生物合成,即分别催化GPP、FPP和GGPP形成单萜、倍半萜和二萜。本文叙述了近年来在植物萜类合酶催化机理、克隆策略和萜类生物工程的研究进展。     

细菌纤维素合酶的基本特性及作用机理

细菌纤维素是一种天然的生物质高分子聚合物。相较于植物纤维素,其具有更高的纯度和优异的力学性能。有望作为一种绿色的新型高分子材料被广泛应用。细菌纤维素合酶作为合成细菌纤维素的关键酶,其主导细菌纤维素的合成过程。因此,对其合成机理的探索有助于实现细菌纤维素大量生产和广泛应用。本文从细菌纤维素合酶的基本特性出发,综述了菌种筛选、提升产量和合酶的细胞定位等内容;围绕纤维素合酶的作用机理阐述了体外合成方法的影响因素,以及利用该方法探究各亚基相关作用的现状。以此探究细菌纤维素合酶的合成机制,并提出了当前研究中存在的问题。同时,展望了该领域未来的研究方向,以期通过对合成机理的探讨为细菌纤维素的大规模应用提供理论基础。     

苎麻纤维素合酶基因BnCesA1全长cDNA的克隆与表达分析

苎麻是中国的传统纤维作物,能够生产最长的自然纤维。本研究旨在克隆苎麻纤维素合酶基因BnCesA1全长编码序列,对其表达模式进行分析。以已知的苎麻纤维素合酶基因序列(DQ077190)为基础,设计5’RACE引物,以湘苎三号为材料,得到了BnCesA1的5’端,拼接后得到了BnCesA1的全长序列,并从湘苎三号的cDNA中成功克隆到包括BnCesA1全部编码序列的cDNA序列。扩增得到的BnCesA1基因cDNA为3253bp,编码区3246bp,编码含1082个氨基酸的多肽。通过对这个基因进行核酸序列和蛋白结构域分析表明,BnCesA1和毛果杨、欧美山杨、巨桉、大叶相思等其他物种的纤维素合酶基因都有很高的同源性,根据得到的BnCesA1的5’端设计特异性表达检测引物,分析其在湘苎三号苎麻品种各组织中的表达情况,结果显示BnCesA1在所检测的各组织中均有表达,表达量为茎皮>叶>顶芽>根。本研究首次克隆到苎麻中编码全长蛋白的纤维素合酶基因,并且苎麻BnCesA1在茎皮中高表达提示该基因可能在苎麻韧皮纤维合成中有重要作用。     

糖原合酶应属于转移酶

糖原合酶催化的反应：UDP-葡萄糖＋糖原（n个残基）→UDP＋糖原（n＋1个残基）,其实质是一个基团转移反应,故按照酶的国际系统分类来分,该酶应属于转移酶类。     

植物异黄酮合酶研究进展

植物异黄酮是一类具有增强植物抗病、诱导根瘤形成以及预防激素相关肿瘤发生、缓解女性更年期综合症的活性次生代谢产物,其合成关键酶是异黄酮合酶(IFS)。介绍了IFS的催化机理、基因克隆与表达调控的研究进展,讨论了开展IFS代谢工程研究对提高植物抗病虫害能力和改善农作物营养保健功效的意义。     

植物纤维素合成酶基因的研究进展

纤维素是植物细胞壁的主要成分。自然界中每年大约有1800亿吨的纤维素产物生成。纤维素的巨大经济价值使纤维素合成酶基因成为基因工程的热点之一。1996年, Delmer小组首次从植物中克隆出纤维素合成酶基因。近年来,在纤维素合成酶的结构、功能、定位和基因功能的研究方面成果斐然。本文概述了植物纤维素合成酶基因的研究进展。 Abstract:Cellulose is a major component in plant cell wall.About 180 billion tons of cellulose are produced per year in nature.The commercial importance of cellulose makes the genes coding it one of attractive targets for plant genetic engineering.A number of cellulose synthase genes have been first cloned from plant species by Delmer's group in 1996.Recently,research achievement has been obtained in accumulating to understanding the cellulose synthase function,location,and the gene function.The paper summarized the research progress of cellulose synthase genes in higher plants.     

高等植物启动子克隆方法的研究进展

启动子是植物基因工程中一个重要的研究对象,文章简述了启动子的定义、分类和启动子的研究策略,从组成型启动子、组织特异型启动子和诱导型启动子3个方面介绍了它们的功能和结构的研究现状。启动子的克隆对于构建基因工程载体,表达目的蛋白有着重要的意义。着重介绍了启动子克隆的方法,从常用的利用启动子探针型载体筛选启动子到PCR方法的应用,及此后相继出现的一些基于PCR法的克隆启动子技术,像I-PCR,P-PCR,SSP-PCR,YADE,TAIL-PCR等,为克隆启动子提供了更可靠,更合理的方法。     

高等植物启动子研究进展

 简述了高等植物来源启动子的多种保守顺式调控元件如TATA盒、转录起始位点、G盒等,以及双向启动子和可变启动子。着重介绍了受环境包括激素、光、创伤、真菌、逆境等因子诱导表达的植物启动子以及显示出植物发育特异性表达的启动子。     

植物纤维素合成酶基因和纤维素的生物合成

纤维素地球上最丰富的生物大分子和最重要的可再生资源,1996年克隆了第一个植物纤维素合成酶基因,植物纤维素的生物合成需要多个纤维素合成酶与其他相关酶如Korrigan纤维素酶,蔗糖合成酶等来共同完成。本文介绍了植物纤维素合成酶基因和纤维素的生物合成途径及其相关基因如蔗糖合成酶基因、KORRIG-AN基因等研究进展。