类茶氨酸合成酶基因家族在番茄中的鉴定及表达研究

茶树体内的茶氨酸合成酶（Theanine synthetase synthetase,TS）和部分谷氨酰胺合成酶（Glutamine synthetase,GS）家族成员都具有催化乙胺和谷氨酸合成茶氨酸的活性。我们将植物中这类与茶树TS序列高度相似,且具有茶氨酸合成活性的酶,统称为类茶氨酸合成酶（Analogue theanine synthase,ATS）。为了探究ATS在非茶植物中的分布,以及乙胺在茶氨酸合成中的作用,本研究以Mico-Tom番茄为试验材料,对水培番茄幼苗进行了外源添加乙胺处理。结果发现,仅在处理组叶片中检测到茶氨酸,并且处理组叶片中的谷氨酰胺（Glutamine,Gln）含量也极显著增加,而丙氨酸含量与对照相比无显著变化。利用生物信息学方法分别从茶树和番茄基因组中鉴定出12个和5个ATS家族成员,它们均含有谷氨酰胺合成酶催化功能的结构域Gln-synt_C;qRT-PCR检测发现,处理组叶片中有2个ATS（SlGS1.1和SlGS1）表达量极显著提高。上述结果表明,ATS广泛存在于植物中,而乙胺是合成茶氨酸的关键限制因子,能够提高ATS基因的表达,触发茶氨酸的合成。     

茶树叶片GDH、GS、GOGAT基因的克隆及荧光定量PCR分析

以4个茶树种质为试验材料,克隆得到茶叶中氨基酸合成转化关键酶基因:谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酰胺α-酮戊二酸氨基转移酶(GOGAT)的保守区.在GenBank登录号分别为:JN602371、JN602372、JN602373.通过SYBR Green Ⅰ实时荧光定量PCR检测,发现GDH酶基因在茶树种质0314C(相对高氨基酸种质)中的表达显著增强,而在0212-15种质(相对低氨基酸种质)中却显著下降.GS、GOGAT酶基因在种质0314C中表达显著下降,而在0212-15、0318D种质中显著增强.通过回归分析,GS基因表达与茶氨酸、赖氨酸、丙氨酸呈负相关,而GDH与茶氨酸呈正相关.     

叶面喷施氨基酸对茶叶中γ-氨基丁酸含量的影响

用不同种类、不同浓度氨基酸喷施茶树,采摘鲜叶并进行真空厌氧处理。比较分析不同处理对茶叶中γ-氨基丁酸(GABA)生物合成量、厌氧处理对茶样中各氨基酸含量以及施肥时间对GABA合成的影响。结果表明,茶树喷施氨基酸后,经真空厌氧处理茶鲜叶中γ-氨基丁酸含量明显上升,6种氨基酸对GABA合成的影响作用由高到低为谷氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、苯丙氨酸、甘氨酸、丙氨酸。茶鲜叶中氨基酸含量尤其是谷氨酸、天冬氨酸及茶氨酸含量高低可以作为评价GABA合成作用的指标;叶面喷施谷氨酸5d时,茶鲜叶中氨基酸总量以及谷氨酸、天冬氨酸和茶氨酸增加总量最高。综合分析确定施0.5%谷氨酸叶面肥5d后,采摘一芽二、三叶鲜叶,常温下厌氧处理8h,是生产γ-氨基丁酸茶的理想方法。     

茶鲜叶中 L-茶氨酸的代谢

L—茶氨酸(谷氨酰氨基乙胺)——绿茶滋味中的一种主要成分,是由谷氨酸和乙胺在茶氨酸合成酶的催化下,在茶根中合成的。它在鲜叶中的含量为0.5—2%。业已证实在茶籽中茶氨酸有相当数量的乙胺曾转移到幼苗中的儿茶素分子上,这就支持了茶氨酸不是一终产物而是参与茶树其它化合物的生     

利用GS基因构建茶氨酸生物合成工程菌的研究

为了高效合成茶氨酸,本研究通过将荧光假单胞菌GS基因转接入pET32a质粒中,再将重组质粒转化到E.coli BL21中,构建了一种生物合成茶氨酸的基因工程菌。工程菌株经0.1mmol/LIPTG,28℃诱导表达,湿菌体的酶活达到41.79U/mg prot,大约是出发菌株E.coli BL21的126.64倍。工程菌催化L-谷氨酸钠和盐酸乙胺反应生成茶氨酸的产量达到6.2g/L,其催化L-谷氨酰胺和盐酸乙胺反应生成茶氨酸的能力较出发菌株E.coliBL21有显著提高。     

茶氨酸生物合成工程菌构建

通过PCR扩增E.coliDH5α的γ-ggt基因,产物经纯化后用KpnI和XhoI双酶切,回收γ-谷氨酰转肽酶基因目的片断,并与经相同双酶切的表达载体pET-32a连接,得到重组质粒pET-GGT。将重组质粒转化到E.coliBL21中,获得工程菌。工程菌株经0.05mol/LIPTG,32℃诱导表达,湿菌体的酶活达到2.0U/g,大约是出发菌株E.coliDH5α的15倍。工程菌催化L-谷氨酰胺和盐酸乙胺反应生成茶氨酸的产量达到29.40g/L,L-Gln的转化率为48.22%,其催化L-谷氨酰胺和盐酸乙胺反应生成茶氨酸的能力比出发菌株E.coliDH5α提高了100多倍。     

文献摘要

茶籽培育及茶氨酸合成酶活力测定条件的研究研究了茶籽在不同培育载体、温度和时间下的生长状况,以及不同的酶反应温度、时间和pH对茶氨酸合成酶活力检测的影响。结果表明,茶籽培育的最佳载体为沙子,温度为20℃,时间为2周。通过测定酶活力可知,茶氨酸合成酶最佳的反应温度为35℃,作用时间为40min,pH为7.5。[摘自《安徽农业大学学报》,2005,32(2),158-161]     

茶树悬浮细胞茶氨酸生物合成动态研究

对不同外植体来源的茶树培养细胞的茶氨酸生物合成能力、适宜培养细胞合成茶氨酸的培养基条件、培养细胞茶氨酸生物合成动态和更新培养基对提高培养细胞茶氨酸累积含量的效果等进行了分析。在一个培养周期中,培养细胞的茶氨酸累积高峰出现在第11 d左右。在以每10 d更新一次培养基的条件下,培养细胞茶氨酸合成能力可维持至第30 d左右,达到细胞干重的近20%。     

茶叶中茶氨酸水介酶

材料与方法植株:在5月2和9日采取薮北种一芽三叶新梢为材料。化学试剂:由2-焦谷氨酸与相应的烷基胺合成:r-谷氨酰甲胺(GMA)、r-谷氨酰乙胺(茶氨酸)、r-谷氨酰-n-丙胺(GPA)、r-谷氨酰-n-丁胺(GBA)、r-谷氨     

一种茶氨酸水解酶

Sasaoka等人对L——茶氨酸在活体内和离体内的生物合成进行了研究,弄清了其合成机理.但对于茶氨酸在茶树体内的降解,知道得甚少.Riro和Konishi等人报道:在茶树幼苗内,茶氨酸分子中的乙胺部分,结合成儿茶素.这表明茶氨酸不是最终产物,它也参与茶树体内其它化学成分的合成.     

高纯度茶氨酸的合成与特性(英文)

报道了一种改进的茶氨酸(γ-谷酰基乙胺)的合成方法,包括L-谷氨酸的去氢成为吡咯烷酮羟酸(PCA),然后再加纯的乙胺(99%,气-液)反应,得率92.6%,再在84%乙醇溶液中重结晶后,高纯度茶氨酸(A型) 的得率37.4%。其结晶在透视和扫描电镜下呈长方形棱柱,具丝光状。A型茶氨酸的融点为224℃。B型茶氨酸从L-PCA合成,为甘蓝叶状,边缘呈波浪型,融点217—218℃。用HPLC分析证明,A和B型茶氨酸是混合异构体,A型含47.9%的L-茶氨酸,B型含90.9%的L-茶氨酸,100%的L-茶氨酸的旋光度(á)为+8.57。     

大规模悬浮培养茶叶细胞合成茶氨酸培养基组成优化研究

婺源绿茶嫩叶用MS培养基(加IBA2mg/L,6-BA4mg/L,盐酸乙胺25mmol/L)进行茶叶愈伤组织悬浮培养,采用正交试验设计研究了培养基不同组成条件对茶叶细胞大规模悬浮培养过程中细胞生长与茶氨酸合成的影响。结果显示,整个培养周期中,细胞收获量和茶氨酸积累量峰值出现时间为培养的第19~22d;在NH4+/NO3-1.0/60.0mmol/L、K+100.0mmol/L、Mg2+3.0mmol/L、H2PO4-3.0mmol/L、蔗糖30.0g/L、水解酪蛋白2.0g/L条件下,茶叶细胞生长量和茶氨酸积累量分别可达到16.33g/100ml培养液和3.357g/100ml培养液;提高培养基中水解酪蛋白浓度可使细胞对数生长期和稳定期得到延长,并有利于茶氨酸积累;H2PO4-浓度主要影响细胞生长速率和茶氨酸积累速率的同步性,低H2PO4-浓度环境中茶氨酸积累速率峰值滞后于细胞增长速率峰值,高H2PO4-浓度环境中早于细胞生长速率峰值出现时间;K+和蔗糖对细胞生长的影响均不明显;Mg2+对细胞生长产生明显的影响;NH4+/NO3-对茶氨酸合成具有非常显著的影响。从生产效率考虑,培养周期以19~22d为宜。     

基因工程菌生物合成茶氨酸条件研究

研究了不同诱导条件对基因工程菌催化合成茶氨酸的影响,确定了较为优化的诱导表达条件;通过单因子试验研究了不同反应条件对基因工程菌催化合成茶氨酸的影响,研究结果表明反应体系中较高的菌体浓度对催化茶氨酸有一定的抑制作用;高L-Gln浓度可以提高茶氨酸的生成量,但是却降低了L-Gln的转化率;基因工程菌催化合成茶氨酸的最适pH是9.5左右,较为适合的反应温度是32℃~37℃。     

茶氨酸合成酶基因的全长cDNA克隆及序列分析

采用SMARTRACE技术成功克隆了安吉白茶茶氨酸合成酶基因(TS)的全长cDNA序列,并将其登录Genbank,登录号为JN226569.TS基因的cDNA全长为1503 bp,开放阅读框(ORF)为1071 bp,编码356个氨基酸.经生物信息学分析,TS蛋白的氨基酸残基数为356,分子量为39 250.3 Da,...     

茶氨酸合成酶基因的SNP挖掘和遗传定位

茶氨酸合成酶(Theanine synthetase,TS)基因是茶树茶氨酸代谢过程中的关键酶基因。本研究以氨基酸含量差异明显的亲本及其杂交所得F_1子代为研究材料,克隆TS基因的c DNA序列,挖掘其SNPs位点,并成功将杂合SNP位点定位在遗传连锁群上。研究结果显示,通过序列比对在亲本间检测到3个SNPs,验证得到1个杂合的位点SNP735。将此位点成功转化为dCAPS标记,该标记在子代中的基因型分离比为1∶1,利用该群体已构建的茶树遗传图谱进行遗传定位,将dCAPS标记定位在连锁群LG03上,相邻标记为TM299和TM517。联合此标记及其相邻标记与游离氨基酸总含量和茶氨酸含量进行统计分析,表明具有显著的相关性。     

大豆异黄酮和皂甙对肝癌前病变大鼠血清标志酶及抗氧化活性的影响

采用改良Solt-Faber法建立大鼠肝癌前病变模型,以大豆异黄酮和皂甙饲喂大鼠42 d后,ELISA法测定血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α),分光光度法测定γ-谷酰胺转肽酶(γ-GT)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、门冬氨酸氨基转移酶(AST)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性及丙二醛(MDA)和一氧化氮(NO)含量。结果表明:大豆异黄酮和皂甙降低肝癌前病变大鼠血清γ-GT、ALT、AST活性,升高血清SOD、CAT、GSH-PX活性和降低MDA以及NO水平,但对血清TNF-α水平没有显著影响。表明大豆异黄酮和皂甙具有明显的抗化学致癌作用,其作用机制可能与增高抗氧化活性有关。     

Changes in Activities of Glutamine Synthetase during Grain Filling and Their Relation to Rice Quality

Four japonica rice varieties differed in cooking and eating qualities were used in a pot experiment to study the relationship between the activities of glutamine synthetase during grain filling and rice quality. The activities of glutamine synthetase gradually increased and then declined as a single peak curve in the course of grain filling. The 15th day after heading was a turning point, before which the enzymatic activities in the inferior rice varieties with high protein content were higher than those in the superior rice varietie with low protein content, and after which it was converse. The activity of glutamine synthetase in grain was correlated with the taste meter value, peak viscosity and breakdown negatively at the early stage of grain filling whereas positively at the middle and late stages. Moreover, it was correlated with the protein content of rice grain and setback positively at the early stage and negatively at the middle and late stages. The correlation degree varied with the course of grain filling. From 15 days to 20 days after heading was a critical stage, in which the direction of correlation between the activity of glutamine synthetase and taste meter value and RVA properties of rice changed.