植物天冬氨酸蛋白酶的结构与功能

天冬氨酸蛋白酶是主要的蛋白水解酶之一,广泛存在于细菌、真菌、动物和植物中。近年来,对植物天冬氨酸蛋白酶的结构及功能研究有了一些进展。本文简要总结了植物天冬氨酸蛋白酶的结构,典型的植物天冬氨酸蛋白酶的加工产生成熟过程,植物天冬氨酸蛋白酶在植物生物胁迫、非生物胁迫、种子萌发、有性生殖过程及植物衰老等方面的功能。     

植物天冬氨酸蛋白酶的研究进展

天冬氨酸蛋白酶是四大类蛋白水解酶之一,广泛存在于多种生物中,参与了很多重要的生理过程。相对于其他生物而言,对植物天冬氨酸蛋白酶的研究相对滞后。自20世纪末以来,这一领域的工作取得了重大进展。经典的植物天冬氨酸蛋白酶除了具有保守的蛋白酶结构域外还有一段植物特有的插入片段;在动植物分离之后,植物天冬氨酸蛋白酶基因家族进行了大规模的扩增;该类蛋白酶在植物的整个生长发育过程中发挥重要的功能,尤其是胁迫反应、有性生殖、衰老和程序性死亡以及蛋白质的加工和降解。对近些年植物天冬氨酸蛋白酶的研究进展进行综述,并对其未来的发展进行展望。     

植物Kunitz蛋白酶抑制剂的生物信息学分析

运用生物信息学的方法,对已在GenBank数据库中注册的大豆、海红豆、凤凰木、象耳豆及洋紫荆等植物Kunitz蛋白酶抑制剂的氨基酸序列进行分析.结果显示,这些植物的Kunitz蛋白酶抑制剂中甘氨酸、谷氨酸、亮氨酸、丝氨酸、天冬氨酸及缬氨酸含量较丰富;不同植物Kunitz蛋白酶抑制剂的氨基酸序列具有较高的同源性,其中P1位点的氨基酸残基序度保守;分子进化研究表明Kunitz蛋白酶抑制剂可作为植物遗传分化和分子进化研究的重要依据;部分序列中存在信号肽;分子中不存在跨膜结构域,可能受蛋白激酶C的磷酸化;无规卷曲是多肽链中的主要结构元件;分子中包含典型的STI功能结构域.     

棉铃虫卵内蛋白酶性质研究

在棉铃虫Helicoverpa armigera卵母细胞内检测到蛋白酶活性,其作用Ph在酸性范围,酶活性受E-64、Pepstatin和iPr₂P-F等多种抑制剂抑制。在Ph4.0时蛋白酶对牛血红蛋白有较高水解率。抗蓖麻蚕Philosamia cynthia ricini卵半胱氨酸蛋白酶血清和抗蓖麻蚕卵天冬氨酸蛋白酶血清可以识别棉铃虫卵内成分。实验结果表明;棉铃虫卵内可能存在半胱氨酸蛋白酶类、丝氨酸蛋白酶类和天冬氨酸蛋白酶类,并且与蓖麻蚕卵内蛋白酶有一定的相似性。     

慈菇蛋白酶抑制剂研究进展

蛋白酶抑制剂是一类能够抑制蛋白水解酶活性的物质。根据它们抑制的蛋白酶类型可分为丝氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、和金属蛋白酶抑制剂[1] 。由于它们能抑制昆虫肠道内以及一些病原微生物体内的蛋白酶[2～ 6 ] ,因此蛋白酶抑制剂在植物对昆虫和病原体的侵染防御系统中具有重要的作用。慈菇蛋白酶抑制剂Ａ、Ｂ是从慈菇球茎中分离纯化的双头多功能蛋白酶抑制剂 ,除了具备其他蛋白酶抑制剂在抗虫抗病方面的特点外 ,还有很多独特的优点。如 ,含量丰富、比活力高而且稳定 ;广谱性强 ;对胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、激肽释放酶等多种蛋白酶有较强的抑…     

米黑毛霉(M.miehei)天冬氨酸蛋白酶的研究

用硫酸铵分部盐析及离子交换层析技术从米黑毛霉半固体培养物的浸提液中提纯了天冬氨酸蛋白酶,酶活力收率为19.5％,,比活力达3080SU/mg蛋白,提纯8.5倍。用聚丙烯酰胺凝胶电泳、SDS-凝胶电泳、等电聚焦、双向免疫扩散及免疫电泳等方法鉴定该酶均一。本文还报道了关于该酶生化性质、动力学性质及化学修饰的研究结果。该酶以天冬氨酸为其活性的必需基团,系一典型的天冬氨酸蛋白酶。     

天冬氨酸蛋白酶在拟南芥和水稻中的分子进化、表达模式以及在花药发育中的功能分析

天冬氨酸蛋白酶(aspartic proteases,APs)是一类功能多样化的酶,参与了植物大部分生理和发育过程,但其基因家族在植物中的系统分类、分子进化以及功能方面研究仍很欠缺。本研究收集整理了拟南芥和水稻中APs基因序列、分类、基因结构和染色体定位等信息,对比分析该基因家族在拟南芥和水稻中分子进化方面的差异;利用转录组数据阐明该家族基因在不同组织部位和不同发育时期的表达差异和功能分化。此外,本文还围绕花药发育的过程,细致分析了各亚家族APs基因的表达变化,推测APs在花药发育过程中的可能功能。     

蓖麻蚕卵天冬氨酸蛋白酶纯化及性质

采用硫酸铵沉淀,离子交换层析和离子交换凝胶过滤法,从蓖麻蚕卵母细胞中纯化出一种蛋白酸疼。该蛋白酶活性能被天冬氨酸蛋白酶特性异性抑制剂胃肽抑制,初步鉴定该酶为天冬氨酸蛋白酶,经ＳＤＳ－聚丙烯配角安凝胶电泳测得电泳测得分子量为９０ｋＤ,由凝胶过滤估计分子量在３６０ｋＤ,推测该酶由四亚基组成。     

yapsin蛋白酶家族研究进展

yapsin蛋白酶是一类糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定的天冬氨酸蛋白酶,能特异性地切割底物中的单或双碱性氨基酸残基位点,起着加工前肽的作用。近年来研究发现,工程菌表达某些外源蛋白时发生的降解现象与yapsin蛋白酶有紧密的关系。概述了yapsin蛋白酶家族的命名、结构、定位、酶原激活、基因表达及底物特异性和功能。     

水稻半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因的克隆及其mRNA在水稻中的组成型表达

从40年代发现豆科植物中存在蛋白酶蛋白抑制剂以来,在动物、植物和微生物体内已发现普遍存在着多种类型的蛋白酶抑制剂(PI)。人们往往是为了研究某种蛋白酶的作用机制或出于某种应用目的去分离和研究PI的,对PI的真正生理功能尚不十分清楚。一般认为除防止体内不必要的蛋白降解作用、调节蛋白代谢及调节各种蛋白酶的生理活性外,很多植物的PI还具有抑制某些病源微生物及某些昆虫体内蛋白酶的作用,从而对植物有防卫功能。Hilder等和Johnson等已分别将属于丝氨酸蛋白酶抑制剂的豇豆蛋白酶抑制剂及马铃薯PⅠⅠ和PⅠⅡ基因转入烟草,结果转基因烟草对烟芽夜蛾(He-     

红色毛癣菌分泌性蛋白酶的分析

分泌性蛋白酶是红色毛癣菌致病的潜在毒力因子。在构建红色毛癣菌6个不同时间段cDNA文库的基础上,共获得了9683条uniqueESTs,通过生物信息学分析从中得到了18个可能的分泌性蛋白酶的EST序列,包括4个分泌性肽酶、1个分泌性金属蛋白酶、2个细胞外丝氨酸蛋白酶、1个分泌性天冬氨酸蛋白酶、9个分泌性枯草杆菌蛋白酶样丝氨酸蛋白酶、1个空泡丝氨酸蛋白酶。这些分泌性蛋白酶在红色毛癣菌感染过程中可能分别与其获得营养、扩大侵袭范围及激起宿主免疫应答有关,这些结果为进一步研究红色毛癣菌感染和发病机制提供了重要的分子基础和线索。     

植物蛋白酶抑制剂在植物抗虫与抗病中的作用

综述了植物蛋白酶抑制剂抗虫与抗病作用的研究进展.蛋白酶抑制剂广泛存在于植物体内,与植物抗虫抗病密切相关.植物蛋白酶抑制剂能抑制昆虫肠道蛋白酶,使昆虫生长发育缓慢,甚至死亡.但取食蛋白酶抑制剂后,昆虫能迅速分泌对抑制剂不敏感的蛋白酶,而使蛋白酶抑制剂无效.食物蛋白的含量和质量也影响植物蛋白酶抑制剂的抗虫效果.病原菌的感染能诱导植物产生蛋白酶抑制剂,诱导产生的蛋白酶抑制剂能抑制病原菌的生长.     

植物蛋白酶抑制因子及其在植物抗虫基因工程中的应用

本文综述了植物蛋白酶抑制因子的种类和基因结构、伤诱导蛋白酶抑制因子基因的诱导和调控机理,以及植物蛋白酶抑制因子基因在植物抗虫基因工程中的应用等方面的研究进展。     

猪笼草消化液成分及其应用价值研究进展

猪笼草是一类食虫植物,通过捕虫囊内消化液分解猎物,为自身生长提供营养。猪笼草消化液中含天冬氨酸蛋白酶、几丁质酶等水解酶类,还有萘醌、自由基及一些无机离子。猪笼草消化液具有抗真菌,治疗创伤、头痛等药用功能,并有抗肿瘤、降血压、抗疟疾等潜在药用开发价值。对猪笼草消化液的成分及活性进行归纳,为其药用开发提供思路。     

棉花病菌Xanthomonas campestris pv.malvacearum的一种具特异肽键专一性的胞外蛋白酶的纯化与鉴定

棉花病原体Xanthomonas campestris pv.malvacearum在酪蛋白(脱脂奶)存在下生长时产生胞外蛋白酶活性,其中至少包含3种蛋白酶,表观分子量分别为29(蛋白酶-1)、38和43kD。 蛋白酶-1被纯化,其最适pH在5.5～7.5之间。抑制研究表明蛋白酶-1可被Phosphoramidone、EDTA及1,10-邻二氮杂菲抑制,然后用锌离子温育重新激活,说明这是一个金属蛋白酶。发现蛋白酶-1特异地裂解肽链的天冬氨酸残基或半胱氯酸残基的氨基端侧,这种高度的肽键专一性预示这个酶在蛋白质链顺序分析中及由较大蛋白质制备特定多肽方面可能十分有用。     

蛋白酶抑制剂及其在抗虫基因工程中的应用

蛋白酶抑制剂可以抑制昆虫的生长和发育,近年来在抗虫基因工程得广泛的应用。本文综述了蛋白酶抑制剂及其抗虫性,蛋白酶抑制剂转基因植物的研究概况,同时探讨了蛋白酶抑制剂在抗虫基因工程中的利用前景、存在问题和解决途径。     

棉铃虫组织蛋白酶B组织分布与合成部位的研究

蛋白酶是指裂解肽链的所有酶类 ,根据作用位点的催化基团将蛋白酶分为 4大类 ,即丝氨酸蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶 (ＣｙｓｔｅｉｎｅＰｒｏｔｅｉｎａｓｅｓ ,ＣＰ)、天冬氨酸蛋白酶和金属蛋白酶。每一大类又包括多种不同的蛋白酶 ,其中半胱氨酸蛋白酶是一类细胞内蛋白酶 ,包括组织蛋白酶Ｂ、Ｌ、Ｈ、Ｎ、Ｓ、Ｔ等 ,其活性中心含有活性必需的半胱氨酸残基 ,细胞内高度的还原环境对它们的作用非常重要 (Ｔｕｒｋ＆Ｂｏｂｔ,1991)。蛋白酶参与多种生理、病理性蛋白水解 ,在昆虫中的分布和功能也有报道 ,如蚊子卵中含有组织蛋白酶Ｂ ,参与胚胎发…     

北黄海沉积物可培养产蛋白酶细菌分离鉴定

【目的】揭示北黄海沉积物中可培养产胞外蛋白酶细菌及蛋白酶多样性,增加人们对北黄海生态系统中产蛋白酶菌多样性的认识,为海洋产蛋白酶微生物的挖掘提供菌群资源。【方法】分别将5个北黄海沉积物样品梯度稀释涂布至酪蛋白明胶筛选平板,选择性分离产蛋白酶细菌;并通过分析基于16S rRNA基因序列的系统发育关系,揭示这些细菌的分类地位和遗传多样性;分别测定胞外蛋白酶活性并对酶活较高的39株菌进行基于苯甲基磺酰氟(PMSF,丝氨酸蛋白酶抑制剂)、邻菲罗啉(o-phenanthroline,O-P,金属蛋白酶抑制剂)、E-64(半胱氨酸蛋白酶抑制剂)和pepstatin A(天冬氨酸蛋白酶抑制剂)4种抑制剂的酶活抑制实验以及所有菌株对3种底物(酪蛋白、明胶、弹性蛋白)的水解能力;分析这些细菌所产胞外蛋白酶的特性及多样性。【结果】从5个北黄海沉积物样品中分离获得66株产蛋白酶细菌,这些菌株隶属于Bacteroidetes、Proteobacteria、Actinobacteria和Firmicutes 4个门的7个属,其中Pseudoalteromonas(69.9%)、Sulfitobacter(12.1%)和Salegentibacter(10.6%)是优势菌群;沉积物中可培养的产蛋白酶细菌的丰度为104 CFU/g;蛋白酶酶活抑制实验表明所有测定菌株产生的胞外蛋白酶属于丝氨酸蛋白酶和/或金属蛋白酶,仅有少数菌株所产蛋白酶具有半胱氨酸蛋白酶或天冬氨酸蛋白酶活性。【结论】北黄海沉积物中可培养产蛋白酶细菌类群较为丰富,Pseudoalteromonas、Sulfitobacter和Salegentibacter菌株是优势菌群,测定菌株所产胞外蛋白酶主要是丝氨酸蛋白酶和/或金属蛋白酶。     

丝氨酸蛋白酶的重组表达

丝氨酸蛋白酶是蛋白酶家族中的一大家族 ,广泛分布于细菌、病毒、真菌、植物、动物中 ,并参与生命的各种反应。随着丝氨酸蛋白酶研究的深入 ,重组表达获得大量的目的蛋白酶已成为研究该类蛋白酶的一大基础技术。本文重点综述了丝氨酸蛋白酶在不同表达系统中重组表达的优缺点及最新进展。     

环境胁迫诱导的植物细胞程序性死亡

在最近的10年中,兴起了对植物细胞程序性死亡的研究。大量的证据表明,在各种环境胁迫因子诱导植物细胞PCD过程中,活性氧、乙烯、Ca2+、水杨酸、NO等成为重要的信号分子。像动物细胞凋亡一样,在植物PCD中也存在一条依赖于天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶(Caspases)活性的信号传导途径,其中,线粒体处于PCD调控的中心位置。 Abstract:Programmed cell death (PCD) research in higher plants has blossomed in the past ten years.Many evidences suggested that reactive oxygen species,ethylene,Ca2+,salicylic acid,nitric oxide etc.are important signal molecules during environmental stress-induced PCD in plants.Like apoptosis in animals,there also exists a Caspase-dependent PCD signal transduction pathway,in which mitochondrion plays a role of central depot.