植物苯丙烷代谢及其对重金属胁迫的响应研究进展

苯丙烷代谢途径是植物中最重要的次生代谢途径之一,在植物抵抗重金属胁迫中直接或间接发挥了抗氧化作用,并能够提高植物对重金属离子的吸收与胁迫耐性。本文就苯丙烷代谢途径核心反应与关键酶系进行了总结,同时分析了木质素、类黄酮及原花青素等关键代谢产物的生物合成过程及相关机制,并以此为基础探讨了苯丙烷代谢途径关键产物响应重金属胁迫的相关机制。此外,结合当前研究现状,就苯丙烷代谢参与植物防御重金属胁迫的相关研究提出展望,以期为重金属污染环境的植物修复提供理论依据。     

植物苯丙烷代谢途径

众所周知,固着生长的植物经常受到环境中各种生物和非生物胁迫的威胁。所以在漫长的进化过程中,植物必须将多样的环境信号整合到其发育过程中,以实现适应性形态的发生和代谢途径的精确调控,最终使植物完成整个生长周期。研究显示,苯丙烷代谢作为植物重要的次级代谢途径之一,其代谢产物,例如木质素、孢粉素、花青素和有机酸等,在调控植物适应性生长的过程中发挥着重要功能。特别是在药用植物中,苯丙烷代谢还与众多药用活性成分的合成息息相关,几乎所有包含苯丙烷骨架的天然药效成分均由苯丙烷代谢途径直接或间接合成,例如黄酮类、萜类和酚类等。此外,经苯丙烷代谢途径产生的一些次级代谢产物还能由植物根系外泌到周际土壤中,通过改变根系微生物的菌群生态,而影响植物生长和抵抗生物或非生物胁迫的能力。同时,苯丙烷代谢介导的这种植物-微生物互作也与药用植物的道地品质密不可分。本文综述了近年来植物苯丙烷代谢途径的最新研究进展,重点对该代谢途径中代谢产物的生理功能及表达调控机制进行了介绍,以期更深入地理解药用植物苯丙烷代谢与药材性状之间的潜在关系,旨在指导优良中草药的遗传育种,以进一步促进我国中医药事业的蓬勃发展。     

中间锦鸡儿CiCHIL克隆及其黄酮代谢功能研究

植物的次生代谢产物能够为植物的果实和花着色、有助于种子的形成、花粉的传播、适应外界逆境及防御害虫的攻击。苯丙烷代谢途径是植物中一个重要的次生代谢途径,苯丙烷代谢通路上有几条主要的分支,分支下游产生了上千种化合物。查耳酮异构酶（chalcone isomerase,CHI）是苯丙烷通路上的一个关键酶,催化查耳酮到黄烷酮的反应,主要作用是帮助底物进行正确的分子内环化反应,生成的黄烷酮类化合物成为苯丙烷代谢途径下游产物的底物。从中间锦鸡儿干旱胁迫抑制性削减杂交文库中克隆得到一个CHI基因家族成员,序列分析和系统进化分析表明,该基因属于CHIL基因亚家族成员,命名为CiCHIL。实时荧光定量PCR检测发现,该基因受UV-B诱导且过表达CiCHIL具有较强的抵御紫外胁迫的能力。对过表达株系进行RNA和蛋白质水平的检测,对挑选出来的过表达株系进行总黄酮含量检测,发现过表达株系总黄酮含量显著高于野生型。     

固醇调节元件结合蛋白2信号通路与非酒精性脂肪性肝病

非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD）是以肝细胞内甘油三酯和胆固醇等脂毒性脂肪过度沉积为主要特征的一种临床获得性代谢综合征。最新研究表明,NAFLD向非酒精性脂肪肝炎(NASH)进展时,肝内胆固醇积累可能较甘油三酯更具有细胞毒性风险。固醇调节元件结合蛋白2（sterol regulatory element-binding protein 2,SREBP2）是脂质代谢重要的核转录因子之一,主要调控胆固醇的生物合成和体内平衡。SREBP2及其靶基因调控的胆固醇异常是引起非酒精性脂肪肝病发生发展的重要因素之一。因此,认识SREBP2信号通路中,上下游各因素的表达调控作用与NAFLD发病机制之间关系,就显得非常重要。本文总结了受SREBP2调控表达的靶基因的特点,着重介绍SREBP2调控胆固醇体内合成与平衡的信号通路与NAFLD发病机制之间关系,为研究和指导治疗NAFLD及其代谢性疾病提供新的思路。     

从代谢流量分析角度探讨培养条件改变下对放射型根瘤菌WSH2601合成辅酶Q10的影响

分析了放射型根瘤菌(R. radiobacter) WSH2601生物合成辅酶Q10的代谢途径网络,并在溶氧条件改变和培养基中添加玉米浆条件下对辅酶Q10发酵细胞内代谢途径流量变化作定量的分析,结果表明：提高溶氧浓度（20%）5_磷酸核酮糖（Ru5P）物流（r7）增加26.6,即糖酵解途径（EMP）途径向磷酸戊糖途径（HMP）转移;添加1%玉米浆r7增加17.2,EMP与HMP途径物流比值与三羧酸循环（TCA）途径物流都下降,而癸异戊烯基焦磷酸（DPP）生成物流通量（绝对值）变化都较小,即辅酶Q10的生物合成更大程度地取决于辅酶Q10生物合成途径中催化DPP的合成和4_羟基苯甲酸（PHB）与DPP的缩合反应的两种关键酶活性。6_磷酸葡萄糖（G6P）节点是辅酶Q10生物合成代谢途径的柔性节点,而丙酮酸节点是半柔性节点。细胞生物量的提高与HMP途径物流增加有关。     

生物体砷代谢及其相关酶与蛋白的研究概况

砷在自然界分布广泛,主要以砷化物的形式存在,具有较强毒性。可通过多种途径进入人类的生活环境引起健康危害,砷代谢过程涉及到复杂的酶促或非酶促反应过程,近年来以砷代谢为突破口的砷中毒发病机制探索成为新的研究热点,本文就有关砷在生物体内代谢方面的研究做一综述,以期有助于慢性砷中毒作用机制的研究。     

脂蛋白（a）受体与LDL受体关系的研究

本文用蛋白质免疫印迹方法研究了猕猴肝细胞膜上脂蛋白（ａ）受体和ＬＤＬ受体。探讨当前尚有争议的脂蛋白（ａ）与ＬＤＬ的代谢是经同一受体途径还是不同受体途径。实验结果显示：脂蛋白（ａ）受体（－３００ｋＤ０与ＬＤＬ受体（－１８５ｋＤ）是分子量不同的两种受体。该结果揭示脂蛋白（ａ）有其自身的代谢途径。     

妊娠中晚期接触可卡因对子代NOS分布影响的免疫组织化学研究

目的：建立妊娠中晚期接触可卡因的小鼠动物模型,研究可卡因对子代脑内一氧化氮合酶（nitric oxide sythase,NOS）分布和含量的影响,同时探讨这种影响的意义。方法：采用免疫组织化学结合图像分析技术观察纹体内与海马内NOS的分布与相对含量。结果：实验结果表明,妊娠中晚期接触可卡因导致子代纹状体神经元性一氧化氮合酶（neural NOS,nNOS）与海马CA1区与CA3区内皮细胞源性一氧化氮合酶（endothelial NOS,eNOS）免疫染色增强,相对含量增多。结论：妊娠中晚期接触可卡因可引起子代脑内NOS发生改变,这种变化是可卡因引起的机体神经毒性反应,还是机体对可卡因毒性反应的代偿机制,还有待于进一步研究。     

污染土壤中苯并(a)芘的微生物降解途径研究进展

苯并(a)芘(BaP)是一种具有强致癌、致畸和致突变的多环芳烃(PAHs)。为了修复BaP污染的土壤,探索其降解途径是很重要的。为此,综述了国内外有关污染土壤中苯并(a)芘的微生物降解情况,对不同真菌、细菌降解苯并(a)芘的能力、代谢途径、共代谢底物以及环境影响因素进行了介绍和比较,提出了苯并(a)芘中间代谢产物的累积及其环境毒性方面的研究是修复苯并(a)芘污染土壤的重要方向。     

苯并噁嗪类化合物研究进展

以丁布(2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one,DIMBOA）为代表的苯并噁嗪嗪类化合物是广泛存在于禾本科作物中的次生物质,对植物病虫害具有广谱抗性,上世纪中叶开始即引起人们重视并开始了一系列研究。近年来,随着分子生物学技术的应用和诱导抗性理论的发展,对这类物质的功能有了进一步的认识。该文综述这类化学物质的最新研究进展。苯并噁嗪类化合物是从色氨酸合成途径分支出来的一类次生代谢物,其含量是随着植物组织和年龄而变化的; 植食性昆虫的取食和病菌的感染能够引起苯并噁嗪类化合物含量的变化以及苯并噁嗪糖苷的水解。基于其独特的分子结构,苯并噁嗪类化合物具有多种生物活性作用,包括抗虫性、对植物的毒性、抗病性、化感作用等。