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木葡聚糖內糖基轉移酶/水解酶(XTH)研究進展

2021-12-08 03:12:02王大鵬呂鑫億閆金國
花卉 2021年18期
關鍵詞:植物

王大鵬,呂鑫億,閆金國,黃 姍

(濰坊護理職業學院醫學基礎部,山東 青州 262500)

木葡聚糖內糖基轉移酶/水解酶(xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase,XTH)是一種細胞壁松弛酶,是植物細胞壁重構過程中的關鍵酶,高等植物中保留了大量XTH 基因家族(由20~60 個基因組成),其成員以組織、時間及刺激依賴的方式活躍表達,最近研究發現木葡聚糖內糖基轉移酶/水解酶通過響應多種植物激素以及其他環境信號,調控植物生長發育,并在植株形態建成中發揮重要作用。

1 XTH 結構基礎

XTHs 屬于糖苷水解酶家族GH16。在模式植物擬南芥中已克隆出33 個編碼XTH 蛋白家族基因的ORF。XTH 家族的蛋白結構中共同具有一個DEIDFEFLG 的特征結構域,其中包含的氨基酸殘基是實現酶促反應的關鍵。對擬南芥AtXTH22 基因蛋白DEIDFEFLG 基序中的首個谷氨酰胺殘基進行定點突變,發現其在AtXTH22 蛋白酶觸反應中必不可少。同時發現,催化位點附近的蘇氨酸或絲氨酸殘基上的N-聚糖對維持酶結構和活性具有重要性,通過定向誘變或酶解的方法去除這段N-聚糖,則大大減少了許多XETs 固有的折疊數量及穩定性。

2 XTH 酶活性

木葡聚糖內糖基轉移酶/水解酶(XTH)基因編碼的蛋白質具有潛在的兩種不同的催化活性,對木葡聚糖具有完全不同的效應,同時具有木葡聚糖內糖基轉移酶活性和木葡聚糖內糖基水解酶活性,可導致鏈的不可逆性縮短。VaXTH1 酶活性受pH 調節,在pH 為5.8 時具有最大的轉移酶活性。同樣,研究發現pH在6 以上時,重組楊樹XTH 蛋白及旱金蓮胚軸XTH 蛋白活性急劇下降。上述研究提示XTH 酶活性可能響應質外體pH 的變化,調控植物生長發育。……

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