纈氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）和異亮氨酸（Ile）是人體內(nèi)不能合成,只能從食物中獲取的必需氨基酸。因α-碳上含有分支脂肪烴鏈被稱為支鏈氨基酸（BCAAs）。支鏈氨基酸在植物中的合成途徑研究的已經(jīng)比較清楚,但是BCAAs生理功能及調(diào)控機(jī)制還知之甚少。在本研究中,我們初步探究了支鏈氨基酸在水稻中的生理功能,并鑒定了一個調(diào)控水稻葉片BCAAs含量自然變異的轉(zhuǎn)錄因子Osb ZIP18。支鏈氨基酸轉(zhuǎn)氨酶（BCAT）是BCAAs合成途徑中的關(guān)鍵酶,在BCAAs的合成過程中發(fā)揮重要作用。同源序列分析顯示,水稻有5個BCATs成員Os BCAT1-Os BCAT5。在酵母中異源表達(dá)Os BCAT1/2/4/5能夠部分恢復(fù)酵母突變體BCAAs營養(yǎng)缺陷的表型,表明這4個基因具有BCAT的功能。Os BCAT4和Os BCAT5均定位于葉綠體,超量表達(dá)Os BCAT4和Os BCAT5增加根和地上部Val和Ile含量,而敲除Os BCAT4和Os BCAT5顯著降低了根中Val和Ile的含量,表明Os BCAT4和Os BCAT5主要負(fù)責(zé)水稻中Val和Ile的合成。在營養(yǎng)充足的培養(yǎng)條件下,與野生型ZH1... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

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植物中亮氨酸、纈氨酸和異亮氨酸的生物合成途徑(Galilietal2016)

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2020屆博士研究生畢業(yè)論文81.2.3BCAAs的降解雖然BCAAs對植物有很重要的作用，但BCAAs過量存在時對機(jī)體也會造成不良的影響，有效的降解就變得非常重要。BCAAs還是許多代謝物生成的前體物質(zhì)，BCAAs可以作為TCA循環(huán)中間體琥珀酰輔酶A和乙酰輔酶A的前體，以及線粒體電子傳輸鏈的直接電子供體(Ishizakietal2005;Ishizakietal2006;Araujoetal2010;Araujoetal2011)。在植物細(xì)胞內(nèi)BCAAs的穩(wěn)態(tài)水平方面起著關(guān)鍵作用的是BCAAs分解途徑中的各種異構(gòu)酶(Maloneyetal2010)（圖3）。在植物中，已經(jīng)檢測到并鑒定了降解BCAAs的各種酶和酶活性。它們與動物中的酶同源性很高，具有相似的生化功能，大部分酶定位在線粒體(Andersonetal1998;Daschneretal2001)。還有一些參與Val降解的酶定位在過氧化物酶體(Langeetal2004;Reumannetal2004)。這些結(jié)果表明，BCAAs的分解與生物合成區(qū)域是分開的。圖3.植物中支鏈氨基酸的降解途徑(Angelovicietal2013)Figure3.Degradationpathwayofbranchedchainaminoacidsinplants(Angelovicietal2013)

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2020屆博士研究生畢業(yè)論文12圖4.bZIP轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)模型(Droege-Laseretal2018)A.bZIP結(jié)構(gòu)域的二聚體的結(jié)構(gòu)模型CREB（https://commons.wikimedia.org）。B.bZIP結(jié)構(gòu)域的示意圖，由基本DNA結(jié)合區(qū)（藍(lán)色）和相鄰的ZIP結(jié)構(gòu)域（灰色）組成。Figure4.StructuralaspectsofbZIPtranscriptionfactors.(Droege-Laseretal2018)A.StructuralmodelofadimerofthebZIPdomains,exemplifiedfortheprototypichumanTF,CREB(https://commons.wikimedia.org).B.SchematicrepresentationofthebZIPdomain,consistingofabasicDNA-bindingregion(blue)andtheadjacentZIPdomain(grey).1.3.2擬南芥中S-groupbZIP研究進(jìn)展擬南芥中，S-group是擬南芥中最大的group，通常是無內(nèi)含子的bZIP基因，編碼大約20kD大小的小轉(zhuǎn)錄因子蛋白。S-group又分成多個小組，對其中g(shù)roup內(nèi)的S1成員（bZIP1、bZIP2、bZIP11、bZIP44、bZIP53）進(jìn)行詳細(xì)描述(Droege-Laseretal2018)。C-group的bZIPs（bZIP9、bZIP10、bZIP25、bZIP63）優(yōu)先與S1成員異構(gòu)化形成異源二聚體，并且在植物營養(yǎng)饑餓信號中發(fā)揮重要功能，被稱作為C/S1-bZIP網(wǎng)絡(luò)(Ehlertetal2006;Weltmeieretal2006;Droege-LaserandWeiste2018)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Light promotes jasmonate biosynthesis to regulate photomorphogenesis in Arabidopsis[J]. Rong Yi,Jianbin Yan,Daoxin Xie.  Science China（Life Sciences）. 2020(07)
[2]Branched-chain amino acids regulate plant growth by affecting the homeostasis of mineral elements in rice[J]. Cheng Jin,Yangyang Sun,Yuheng Shi,Yuanyuan Zhang,Kai Chen,Yuan Li,Guige Liu,Fang Yao,Deng Cheng,Jie Li,Junjie Zhou,Lianghuan Qu,Xianqing Liu,Jie Luo.  Science China（Life Sciences）. 2019(08)



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