小立碗藓GPX家族的功能分化与催化特性研究

谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)在植物抵抗氧化胁迫中发挥重要作用。该研究从小立碗藓(Physcomitrella patens)基因组中挖掘到3个GPX基因,分别命名为PpGPX1、PpGPX2和PpGPX3。其中PpGPX1和PpGPX3只含有1个外显子,而PpGPX2含有6个外显子。表达模式分析发现PpGPX1和PpGPX2在检测的所有条件下均表达,而PpGPX3在检测的所有条件下均不表达。蛋白亚细胞定位分析发现,PpGPX1蛋白定位在细胞质,而PpGPX2蛋白定位在叶绿体。在大肠杆菌中表达并纯化了PpGPX1和PpGPX2蛋白,酶学性质分析发现,PpGPX1和PpGPX2蛋白均只能利用Trx电子供体系统,而不能利用GSH电子供体系统;PpGPX2蛋白对过氧化物底物的催化活性和催化效率均高于PpGPX1。基因结构、表达模式、亚细胞定位和蛋白酶学性质的差异预示小立碗藓GPX基因家族成员发生了功能分化,将PpGPX2蛋白的Pro158、Phe167和Phe172氨基酸残基均突变为Ala,发现突变体蛋白对底物催化活性降低,说明这3个氨基酸位点对PpGPX2蛋白具有重要催化活性。     

毛白杨PtoGSTF4基因克隆及相关特性鉴定

该研究从毛白杨中克隆到1个Phi类谷胱苷肽S-转移酶（GST）基因（PtoGSTF4）,编码213个氨基酸。表达模式分析发现,PtoGSTF4在正常生长、H₂O₂和莠去津处理后的茎、叶以及茎的韧皮部均表达,属于组成型表达基因。在大肠杆菌中表达并纯化了PtoGSTF4重组蛋白,酶学性质分析表明PtoGSTF4对CDNB、NBD-Cl、NBC和Cum-OOH等4种底物均有活性。动力学分析发现,PtoGSTF4对GSH具有较高的亲和力,而对CDNB的亲和力相对较低。在不同pH及温度条件下对PtoGSTF4蛋白进行活性检测,发现PtoGSTF4在pH 7.5~10.5范围内或30 ℃~60 ℃温度范围内有较高的活性。研究推测,PtoGSTF4可能在毛白杨的抗逆生理中发挥重要作用。     

江南卷柏Phi类谷胱甘肽S-转移酶的分子特性

谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase,GST)在帮助植物抵抗各种胁迫中发挥重要作用。该研究从江南卷柏Selaginella moellendorffii中克隆到两个Phi类GST基因,分别命名为Sm GSTF1和Sm GSTF2,两个基因均编码215个氨基酸残基的蛋白质。表达模式分析发现,这两个基因在江南卷柏根、茎和叶中均有表达。将这两个基因在大肠杆菌中诱导表达重组蛋白并纯化,酶学性质分析表明Sm GSTF1和Sm GSTF2对CDNB、NBD-Cl和NBC等3种底物都有活性。Sm GSTF1对Fluorodifen和Cum-OOH也有活性,而Sm GSTF2对它们没有活性。酶动力学分析表明Sm GSTF1和Sm GSTF2对GSH有较高的亲和力,而对CDNB的亲和力都相对较低。在不同p H及温度条件下对Sm GSTF1和Sm GSTF2重组蛋白进行活性测定,发现这两个蛋白在p H 7-8.5,45-55℃温度范围内有较高的催化活性。研究推测,Sm GSTF1和Sm GSTF2可能在江南卷柏的抗逆生理过程中有重要的作用。