小麦叶片中1种降解Rubisco大亚基的蛋白酶鉴定

[目的]探明小麦叶片衰老过程中1种降解1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)大亚基蛋白酶的生化特性.[方法]通过天然梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳后切胶回收的方法获得Rubisco全酶,采用离子交换层析、非完全变性十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳和切胶回收蛋白等方法分离目的蛋白酶,并采用含明胶的聚丙烯酰胺凝胶电泳研究其生化特性(主要是最适pH、最适温度、热稳定性、蛋白酶类型等).[结果]切胶回收的Rubisco全酶样品中存在降解大亚基的蛋白酶.在Mono-Q离子交换层析条件下,该蛋白酶与Rubisco不易分离.利用非完全变性十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法分离出这种降解大亚基的蛋白酶;在聚丙烯酰胺凝胶中,该蛋白酶相对分子质量大于大亚基相对分子质量,位置在大亚基上方,其余部分没有检测到蛋白酶活性.该酶的最适温度为60℃;最适pH值为7.0,在pH 5.0～ 8.0均表现出较高的活性;该酶热稳定性一般,在50℃以上几乎完全丧失其活性;丝氨酸蛋白酶抑制剂AEBSF[4-(2-Aminoethyl) benzenesulfonyl fluoride hydrochloride]可以完全抑制蛋白酶活性,金属蛋白酶抑制剂1,10-phenanthroline可以部分抑制该蛋白酶的活性,酸性蛋白酶抑制剂pepstatin、半胱氨酸蛋白酶抑制剂E-64[transepoxysuccinyl-L-leucylamido(4-guanidino)butane]、金属蛋白酶抑制剂EDTA(ethylene diamine tetraacetic acid)和EGTA[ethylenebis (oxyethylenenitrilo) tetraacetic acid]以及丝氨酸蛋白酶抑制剂PMSF(phenylmethanesulfonyl fluoride)不抑制该蛋白酶的活性.[结论]在切胶回收的Rubisco全酶中发现了1种可以降解Rubisco大亚基的蛋白酶,其可能是1种需要金属离子的丝氨酸型蛋白酶.

Identification of a protease related to the degradation of Rubisco large subunit in wheat leaves