植物苯丙氨酸解氨酶研究进展

苯丙氨酸解氨酶（phenylatanine ammonia—lyase,PAL,E．C4．3．1．5）是催化苯丙烷代谢途径第一步反应的酶,也是这个途径的关键酶和限速酶,对植物具有非常重要的生理意义。综述了苯丙氨酸解氨酶的存在与分布、基本特性、生理代谢意义、抗病以及基因表达与调控等,为PAL在植物抗病的应用上提供基础数据。     

苯丙氨酸解氨酶的研究进展(综述)

苯丙氨酸解氨酶（PAL）是催化苯丙烷类代谢途径第一步反应的酶,也是这个途径的关键酶和限速酶,对植物有非常重要的生理意义。本文对苯丙氨酸解氨酶的存在与分布,纯化与性质,生理代谢意义,抗逆境以及基因克隆与表达等方面进行了比较全面的概述。     

苯丙氨酸解氨酶的研究进展

苯丙氨酸解氨酶(PAL)是催化苯丙烷类代谢途径第一步反应的酶,也是这个途径的关键酶和限速酶,对植物的生长具有非常重要的意义。初步阐述了PAL的分布、结构与生化性质,基因的表达调控,以及该酶在植物抗病过程中的作用。     

银杏叶中苯丙氨酸解氨酶基本特性的研究

苯丙氨酸解氨酶(PAL)在硼酸缓冲液中最适pH是8.8,在Tris-HCl缓冲液中最适pH为:pH8.0、pH8.8。用pH10和pH4 Tris-HCl处理,5min后,PAL活性分别残存13.07％,45.64％。PAL最适反应温度为50℃,在40℃、50℃水浴30min,60℃、70℃、80℃水浴20 min,90℃水浴10 min,100℃水浴5 min时,酶活性还残存50％左右。酶液酶活性残存50％左右时,贮存时间长短依次为:-20℃甘油贮存液37d、-20℃40％(NH4)2SO4悬浮液21d、-20℃上清液15d、4℃甘油贮存液21d、4℃上清液5d、4℃40%(NH4)2SO4悬浮液3d。PAL最适底物浓度为0.02mol·L-1,其Km为8.568×10-3mol·L-1。     

植物苯丙氨酸解氨酶表达调控机理的研究进展

植物苯丙氨酸解氨酶(PAL,EC 4.3.1.5)是苯丙烷类化合物代谢的关键限速酶,在次生代谢物合成及抗逆过程中有重要作用。从植物苯丙氨酸解氨酶的基本特性、蛋白定位、基因特点以及组织表达模式等方面,对近几年PAL在次生代谢物的生物合成和信号调控中的研究进展进行综述,旨在为苯丙烷合成途径中重要关键酶基因的多样性、表达调控机制复杂性和次生代谢物积累的分子机理以及苯丙氨酸解氨酶的利用研究提供理论依据和应用参考。     

苯丙氨酸解氨酶在植物抗病反应中的作用

对苯丙氨酸解氨酶的定位、基本特性和诱导调控及其在植物抗病反应中的作用等方面的研究进展进行了较全面的综述     

苯丙氨酸解氨酶和绿原酸与小麦抗赤霉病性的关系

对小麦赤霉病不同抗性的苏麦三号(R)、扬麦四号(MR)和南农824(S)三个品种的苯丙氨酸解氨酶(PAL)比活力(u·hr~(-1)·mg~(-1)protein),在拔节期的顶叶中分别测得6.26,12.28和25.12;在孕穗期的麦穗中分别测得140.1,143.3和167.7。滴注接种后8天,苏麦三号、扬麦四号和南农824的病穗中 PAL 比活力与健康穗中的比值分别为0.53,0.67和1.34。用 HPLC 法测定麦穗中绿原酸含量(μg·g~(-1)dry WT),在接种4、8和12天后的苏麦三号穗中分别为32.4,52.4和27.7;扬麦四号穗中分别为60.0,68.0和94.4;南农824穗中分别为123.8,142.2和158.9。绿原酸含量在苏麦三号接种穗中均最低,在南农824接种穗中均最高。禾谷镰刀菌分生孢子在0.05%、0.1%和0.2%的绿原酸溶液中萌发数比对照分别增加214%,614%和970%。上述结果表明,小麦麦穗接种后的 PAL 比活力变化以及绿原酸含量与其抗赤霉病程度呈负相关。     

铁棍山药苯丙氨酸解氨酶特性及褐变控制

以铁棍山药(Dioscorea opposita Thunb.cv.Tiegun)为试材,采用分光光度法研究了其与褐变相关的山药苯丙氨酸解氨酶(PAL)的特性以及不同抑制剂对PAL活力的影响。结果表明,在试验范围内铁棍山药PAL的最适p H为8.6,不耐碱,更不耐酸;最适温度为50℃,有一定的高温耐受性,即使在80℃条件下保温30 min仍有约12%的活力残存;L-半胱氨酸盐酸盐和柠檬酸对铁棍山药PAL活力具有明显抑制作用,植酸对PAL的抑制作用不明显,而氯化钠能促进PAL活力。为有效抑制PAL引起的鲜切铁棍山药片的褐变,应在酸性(p H2.0)、低温(20℃)或高温(80℃)条件下进行山药切片的加工和贮藏,鲜切片的无硫护色剂应首选L-半胱氨酸盐酸盐,其次是柠檬酸。     

烟草苯丙氨酸解氨酶活力与多酚含量的关系研究

[目的]测定不同品种烟草幼苗中苯丙氨酸解氨酶(PAL)活力、比活力以及多酚含量,研究PAL活力与多酚含量的关系。[方法]3个烟草品种分别为西1#、东2#和中3#。[结果]不同酶提取缓冲液对测定的PAL活力值有影响,其中10%PVP的效果最好;烟草幼苗中的多酚含量高,则其PAL活力及比活力都较高,而且PAL活力与酶提取液中β-巯基乙醇的浓度呈正向相关关系。在试验材料中,多酚含量没有达到抑制PAL活力的水平。[结论]该研究可为探索改进PAL活力测定方法,明确多酚含量与PAL酶活力间的关系提供参考依据。     

枸杞苯丙氨酸解氨酶基因的克隆与表达分析

为研究枸杞苯丙氨酸解氨酶基因LcPAL在干旱和盐逆境中的作用,采用RT-PCR和RACE方法克隆了LcPAL基因(Genbank No.KX781247)。该基因cDNA长度为2 544bp,含有2 163bp的完整开放阅读框,编码720个氨基酸。蛋白序列分析表明,其包含典型的PAL酶活性中心序列(GTITASGDLVPLSYIA),与其他植物的PAL蛋白有很高的同源性。系统进化树表明,枸杞LcPAL与茄科植物的PAL蛋白聚为一类,说明两者的亲缘关系较近。利用实时荧光定量PCR方法检测发现,LcPAL基因在枸杞的叶中表达量最高,果实中表达量最少。其在聚乙二醇(PEG)、氯化钠(NaCl)胁迫下诱导表达,但表达模式不同。研究结果推测从枸杞中克隆获得苯丙氨酸解氨酶(LcPAL),是典型的PAL家族成员,在枸杞各组织发育过程中具有重要功能,且在枸杞抗干旱和抗盐逆境过程也起一定作用。     

玉米叶片中次生代谢物丁布含量和苯丙氨酸解氨酶活性的关系研究

[目的]分析比较不同玉米品种在不同生育时期丁布含量和苯丙氨酸解氨酶活性变化。[方法]采用高效液相色谱法对各个生育时期倒1叶、倒3叶丁布含量进行检测及PAL含量的测定。[结果]结果表明:不同玉米品种倒1叶、倒3叶丁布含量随着生育期的增加而减少,并且倒1叶减少的速度大于倒3叶;而苯丙氨酸解氨酶活性随着生育时期的增加而升高。[结论]玉米叶片随着生育时期增加苯丙氨酸解氨酶活性与丁布含量之间存在负相关关系。     

光照对玉米苯丙氨酸解氨酶活性的影响

在自然光照下玉米叶片内ＡＰＬ活性呈周期性变化，光一方面可以启动和激活ＰＡＬ活性，另一方面可以促进ＰＡＬ－Ｉ的合成，使ＰＡＬ活性达到一定峰值后开始下降。在连续光照下，光对ＰＡＬ活性也同样具有双重影响，使ＰＡＬ活性产生２４循环节奏波动，在连续黑暗中ＰＡＬ活性表现稳定的低水平。     

梨苯丙氨酸解氨酶基因的生物信息学分析

[目的]对梨苯丙氨酸解氨酶(PAL)的基因进行生物信息学分析。[方法]以梨的苯丙氨酸解氨酶基因为研究对象,运用生物信息学方法对其编码的蛋白质结构、理化性质及功能结构域进行分析。[结果]梨pal基因的全长编码区序列(Coding sequences,CDS)长2 160 bp,编码720个氨基酸;序列比对结果显示,梨的pal基因与葡萄、树莓、甜樱桃、烟草、毛果杨、柠檬、水稻pal基因的同源性分别为86%、90%、94%、85%、88%、88%和73%;系统进化分析结果显示,梨pal基因与甜樱桃的进化关系最为密切;梨苯丙氨酸解氨酶定位于细胞基质,二级结构以随机卷曲和α-螺旋为主要构件,三维建模成功。[结论]为今后研究PAL和梨木质素合成的分子机理提供了一定的理论参考。     

中生菌素对水稻悬浮细胞苯丙氨酸解氨酶基因转录表达的影响

 用白叶枯菌（HB84-17）、10?g·ml-1中生菌素和10?g·ml-1中生菌素+白叶枯菌处理水稻抗、感白叶枯病近等位基因系CBB4和沈农1033悬浮细胞，采用斑点杂交的方法研究了中生菌素对水稻悬浮细胞苯丙氨酸解氨酶基因转录表达的影响。结果表明，白叶枯菌、中生菌素和中生菌素+白叶枯菌处理都能诱导悬浮细胞中苯丙氨酸解氨酶基因的转录表达。对于CBB4，白叶枯菌处理3 h时苯丙氨酸解氨酶基因开始诱导转录表达，6 h达到高峰，诱导表达时间持续至48 h；中生菌素处理3 h时开始大量表达，大量表达持续至48 h。对于沈农1033，白叶枯菌处理12 h时苯丙氨酸解氨酶基因才开始诱导转录表达，诱导表达持续至24 h；中生菌素处理，3 h就开始大量转录表达，并持续至48 h。中生菌素+白叶枯菌处理的感、抗品种苯丙氨酸解氨酶基因的诱导转录表达强度和模式与单用中生菌素处理相同。     

施肥对南果梨花青素含量及苯丙氨酸解氨酶活性的影响

通过田间试验,以南果梨树为试材,在不同的施肥处理下,研究了南果梨花青素含量与PAL活性的关系及施肥对南果梨花青素含量及PAL活性的影响,研究结果表明:在南果梨整个生育时期,PAL活性的变化与花青素的合成都有两次高峰,但它们之间无显著的相关关系;不同施肥处理对花青素含量及PAL活性的影响极其显著,施高量钾、铁肥和不施氮、磷有利于花青素含量的增加和PAL活性的提高,中量施肥水平对花青素含量及PAL活性都表现出了较好的调控效果,其花青素含量及PAL活性分别为48.95nmol/g和19.72U/(g·h),虽然花青素含量与PAL活性低于高量钾处理,但它们之间差异并不显著。     

元宝枫秋叶着色生理指标的研究

2006年秋季以元宝枫叶片为试材,采用生理生化分析方法,研究了元宝枫芽变品种与普通品种叶片发育过程中花色素苷含量与PAL活性、含水量的动态变化规律以及它们之间的相关关系,结果表明:元宝枫芽变品种叶片在变色期间花色素苷含量高于普通品种,且与普通品种间存在着极显著差异,芽变品种中PAL活性变化差异显著性大于普通品种,含水量高于普通品种。秋叶花色素苷含量与PAL活性之间呈正相关关系,与含水量呈负相关关系。元宝枫上位叶与下位叶中花色素苷含量、PAL活性与含水量均存在一定的差异。     

鲜切山药中苯丙氨酸解氨酶的分离纯化及酶学性质研究

[目的]研究铁棍山药中苯丙氨酸解氨酶（PAL）的动力学特性。[方法]以铁棍山药为研究对象,探讨铁棍山药切片后苯丙氨酸解氨酶的动力学特性,并考察底物浓度、pH、温度与酶浓度对酶活性的影响,筛选最优条件。[结果]PAL最适底物浓度为1mmol／L,底物浓度过高或过低都对酶活力不利。PAL在硼酸一氢氧化钠缓冲液中适宜的pH范围为7．6～9．2;最适pH有2个,分别为pH8．0和pH8．8。PAL适宜的温度范围为35—55℃,最适反应温度为45℃,超过70℃则容易钝化。经硫酸铵分级沉淀、透析和SephadexG-100凝胶过滤柱层析,纯化出苯丙氨酸解氨酶（PAL）,蛋白回收率为0．36％,酶回收率为3．1％,纯化倍数为3．76。[结论]该研究为解决市场新鲜山药易褐变的问题及提高山药的贮藏性提供了有效依据。     

银杏叶苯丙氨酸解氨酶盐析条件的研究

用固体加入法研究了银杏叶苯丙氨酸解氨酶(PAL)的盐析过程。结果表明：50％→75％饱和度的(NH4)2SO4盐析，蛋白质的收获率高，PAL的纯化倍数高，是较理想的盐析范围。