漆酶是一種多銅氧化酶,多以基因家族形式存在,編碼不同活性的同工酶,參與真菌形態(tài)建成、宿主與病原互作、合成色素、應(yīng)激反應(yīng)等多種重要生物學(xué)過程,但由于漆酶家族成員眾多及作用底物范圍廣泛,對(duì)其功能的闡釋多為表型分析,對(duì)漆酶參與的生化途徑了解較少。玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）是一種半活體子囊真菌,可以侵染玉米、高粱等作物,形成梭形病斑,影響植物光合作用從而降低產(chǎn)量。前期研究發(fā)現(xiàn),玉米大斑病菌漆酶基因StLAC1、StLAC2影響病菌生長、發(fā)育及致病,本論文對(duì)玉米大斑病菌漆酶家族基因進(jìn)行了系統(tǒng)鑒定,并在轉(zhuǎn)錄及蛋白水平上尋找關(guān)鍵基因,結(jié)合基因組學(xué)、代謝組學(xué)研究玉米大斑病菌中關(guān)鍵漆酶基因在病菌生長、發(fā)育及致病中的功能。得到以下結(jié)果:1.利用多銅氧化酶結(jié)構(gòu)域的隱馬爾可夫模型,在玉米大斑病菌基因組中鑒定得到了9個(gè)漆酶樣多銅氧化酶,均含有保守的銅離子結(jié)合特征序列,但其蛋白氨基酸序列同源性低,僅為19.79%-48.70%,聚類在5個(gè)不同的超家族,其中Stlac1、Stlac2、Stlac4、Stlac6為子囊菌多銅氧化酶。在9個(gè)基因上游含有正向氮調(diào)控基因作用元件（NIT2）、正... 

【文章來源】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

典型漆酶結(jié)構(gòu)域及銅離子結(jié)合位點(diǎn)[6]

諫?刂屑洳??多巴類色素，兒茶酚胺衍生物如吡咯-2,3,5-三羧酸和吡咯-2,3-二羧酸等黑色素的特異性中間產(chǎn)物在缺失漆酶的突變體中不存在。在添加了兒茶酚胺的培養(yǎng)基中，漆酶通過氧化多巴胺成為高活性的多巴醌，多巴醌再與自身或其它產(chǎn)物聚合生成黑色素，但是這個(gè)催化過程尚未在體內(nèi)得到證明[40]。在昆蟲角質(zhì)層硬化過程中也發(fā)現(xiàn)多巴胺類衍生物可以作為漆酶的天然底物。1,2-脫氫-N-乙�；喟桶肥抢ハx角質(zhì)層硬化過程中形成的重要兒茶酚胺衍生物，漆酶催化其氧化產(chǎn)生大量二聚體，但并未檢測(cè)到聚合程度更高的低聚物[41]。AB圖1-2漆酶以DHN和L-dopa為底物合成黑色素[32]Fig.1-2LaccasessynthesizemelaninusingDHNandL-dopaassubstrates[32]注：A：DHN黑色素合成過程。B：L-dopa黑色素合成過程。Note:A:thesynthesisofDHNmelaninB:thesynthesisofL-dopamelanin1.2.2木質(zhì)素類化合物植物細(xì)胞壁組分木質(zhì)素是苯丙烷衍生的高聚物，由對(duì)香豆醇（H單元，次要單元）、松柏醇（G單元）和芥子醇（S單元）等多酚類物質(zhì)構(gòu)成的，通過自由基聚合偶聯(lián)形成各種C-C和C-O鍵實(shí)現(xiàn)其聚合。普遍認(rèn)為漆酶對(duì)木質(zhì)素類化合物具有催化活性，但在不同的物種中其作用似乎完全相反。在植物中，漆酶參與氧化木質(zhì)素前體物質(zhì)的聚合，而木質(zhì)化程度增加可以抵抗病菌侵染[41-43]；利用漆酶/介質(zhì)體系改性木質(zhì)素的過程中發(fā)現(xiàn)，體外模擬漆酶催化酚木質(zhì)素二聚體，聚合發(fā)生在α位C上，而且小分子介質(zhì)的參與直接影響漆酶反應(yīng)的聚合程度[44]。相反，在真菌中漆酶參與木質(zhì)素的降解，在降解過程中，漆酶能夠斷裂木質(zhì)素中低分子量酚類化合物，并且在各種介質(zhì)存在下斷裂非酚木質(zhì)素單元間的化學(xué)鍵，而酚類化合物作為降解中間產(chǎn)物可以促進(jìn)漆酶對(duì)頑固非酚類結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化（圖1-3）[45,46]。

河北農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位（畢業(yè)）論文6圖1-3漆酶降解木質(zhì)素中推測(cè)的化學(xué)鍵斷裂[45]Fig.1-3Thechemicalreactioninlignindegradingbylaccase[45]1.2.3其他多酚類物質(zhì)研究表明，漆酶可以催化黃酮類、單寧類等其他多酚物質(zhì)。植物黃酮類化合物具有拮抗微生物侵染的作用，可能是漆酶的天然靶標(biāo)并導(dǎo)致形成防御性色素。不同來源的漆酶催化黃酮類化合物的聚合反應(yīng)的位置不同，植物中漆酶可以氧化黃酮的A環(huán)或產(chǎn)生自由基發(fā)生聚合，而真菌和細(xì)菌漆酶需要黃酮結(jié)構(gòu)中B環(huán)上具有羥基才能進(jìn)行催化反應(yīng)；白藜蘆醇和多酚化合物具有限制色素形成的能力，可能是漆酶活性的有效抑制劑[47,48]。Colletotrichumgloeosporioides侵染鱷梨果實(shí)過程中發(fā)現(xiàn)真菌產(chǎn)生的漆酶參與黃酮類表兒茶素（Epicatechin）的生物轉(zhuǎn)化并導(dǎo)致抗真菌二烯化合物含量的下降，從而促進(jìn)了病菌侵染及發(fā)病[49]。Polyporusversicolor產(chǎn)生的漆酶可以以黃酮醇作為底物，且動(dòng)力學(xué)分析表明該酶對(duì)黃酮類化合物的親和力比多酚和苯二胺高[50]。植物中的漆酶活性導(dǎo)致形成許多棕色色素，通常稱為單寧[51,52]。Botrytiscinerea感染過程中，植物產(chǎn)生的漆酶氧化導(dǎo)致葡萄褐變反應(yīng)，主要化合物包括沒食子酸、咖啡酸、阿魏酸和葡萄糖苷錦葵花素等多酚類物質(zhì)[53]。同時(shí)真菌漆酶也被認(rèn)為是B.cinerea的重要致病蛋白，可以將白藜蘆醇氧化成維尼非林（Viniferin），其漆酶活性與致病性強(qiáng)弱有關(guān)[54]。其他多酚類如七葉樹素（一種香豆素衍生物）也能被漆酶氧化，說明漆酶可能參與香豆素等物質(zhì)的生物合成途徑[55]。除此之外，真菌DaldiniaeschscholziiIFB-TL01產(chǎn)生的免疫抑制劑Dalesconols是DHN衍生物，漆酶催化其聚合過程[56]。1.2.4前列腺素等脂類化合物隨著對(duì)漆酶功能的深入了解，逐漸發(fā)現(xiàn)多酚類物質(zhì)不是漆酶

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