蕨類植物查爾酮異構(gòu)酶和查爾酮合酶功能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-06 07:07
蕨類植物是最原始的維管束植物,可分為5個(gè)門,現(xiàn)存最多的一類是真蕨門,真蕨門可以分為厚囊蕨、原始薄囊蕨和薄囊蕨三個(gè)綱。為了適應(yīng)陸生環(huán)境以及抵御環(huán)境中的生物和非生物脅迫,蕨類植物體內(nèi)產(chǎn)生了豐富多樣的次生代謝產(chǎn)物,主要包括黃酮類、萜類和生物堿類等。黃酮類化合物在植物的生長發(fā)育過程中發(fā)揮著多種功能,同時(shí)黃酮類化合物可以作為膳食補(bǔ)充劑而且具有廣泛的藥理學(xué)活性。黃酮類化合物的生物合成起始于苯丙氨酸,苯丙氨酸依次經(jīng)過苯丙氨酸裂解酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)、肉桂酸4-輕化酶(Cinnamic acid 4-hydroxylase,C4H)、4-香豆酸-輔酶A連接酶(4-coumarate:coenzyme A ligase,4CL)的催化最終形成對(duì)香豆酰輔酶A(p-coumaryol-CoA)。然后,1分子的p-coumaryol-CoA與 3 分子的malonyl-CoA在查爾酮合酶(Chalcone synthase,CHS)的催化下形成柚皮素查爾酮。隨后,查爾酮異構(gòu)酶(Chalcone isomerase,CHI)將柚皮素查爾酮分子內(nèi)立體特異性環(huán)化形成(...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:128 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.4?CHS的反應(yīng)機(jī)理??.
物的合成前體,此類型的酶為維管植物所共有;與I型CHI相比,n型CHI對(duì)??底物的選擇性更廣,不僅具有I型cm的功能,還可催化6'-脫氧查爾酮(異甘??草素)生成5-脫氧黃燒酮(甘草素)(圖1.5),該類酶主要存在于豆科植物中,因??此,豆科植物中包含了?2種類型的CHI家族[92],本實(shí)驗(yàn)室前期工作中從幾種苔??類植物及江南卷柏中首次發(fā)現(xiàn)了?n型CHI,并通過體外酶活結(jié)合體內(nèi)轉(zhuǎn)擬南芥??分析證明了其具備了?II型CHI的活性[93],更新了前人對(duì)II型CHI只特異性的存??在于豆科植物中的認(rèn)識(shí)。此外,CHI在植物內(nèi)的基因表達(dá)水平也直接影響類黃酮??的代謝,例如在CHI基因缺失的玉米中,由于查爾酮在體內(nèi)的大量積累,使玉??米粒呈現(xiàn)異常的古銅色在荸薺中可作為啟動(dòng)控制因子,使新鮮切開的荸薺顏??色變黃[95];將矮牽牛中編碼的CHI基因轉(zhuǎn)入番茄中,由于蘆丁的大量積累,使??轉(zhuǎn)基因番茄的果皮中黃酮醇的含量明顯增加[96]。此外
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???分子和5個(gè)氨基酸,它們之間在結(jié)合域中心的底部形成1個(gè)氫鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),表現(xiàn)??在水分子和(25>柚皮素中的酮羰基之間形成的氫鍵。??從CHI的蛋白晶體結(jié)構(gòu)中看,在酶的活性位點(diǎn)的背面存在1個(gè)水分子,位??于(2分柚皮素與Tyrl06之間,根據(jù)這個(gè)水分子所在位置Jez等人推測了一種可??能的反應(yīng)機(jī)理[89]:在溶液中查爾酮的2'-氧離子(pKa?7-8)自發(fā)形成[1Q5]。當(dāng)?shù)孜??查爾酮和CHI結(jié)合時(shí),帶負(fù)電荷的氧利用邁克爾加成反應(yīng)進(jìn)攻a,P?-不飽和雙鍵,??此時(shí)在活性位點(diǎn)的背面被酪氨酸激活水分子,可以作為一種通用酸能夠穩(wěn)定烯醇??中間體。隨后發(fā)生分子內(nèi)烯醇到酮的互變異構(gòu)反應(yīng)生成終產(chǎn)物柚皮素(圖1.6)。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物萜類生物合成相關(guān)酶類及其編碼基因的研究進(jìn)展[J]. 陳建,趙德剛. 分子植物育種. 2004(06)
本文編號(hào):3571988
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:128 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.4?CHS的反應(yīng)機(jī)理??.
物的合成前體,此類型的酶為維管植物所共有;與I型CHI相比,n型CHI對(duì)??底物的選擇性更廣,不僅具有I型cm的功能,還可催化6'-脫氧查爾酮(異甘??草素)生成5-脫氧黃燒酮(甘草素)(圖1.5),該類酶主要存在于豆科植物中,因??此,豆科植物中包含了?2種類型的CHI家族[92],本實(shí)驗(yàn)室前期工作中從幾種苔??類植物及江南卷柏中首次發(fā)現(xiàn)了?n型CHI,并通過體外酶活結(jié)合體內(nèi)轉(zhuǎn)擬南芥??分析證明了其具備了?II型CHI的活性[93],更新了前人對(duì)II型CHI只特異性的存??在于豆科植物中的認(rèn)識(shí)。此外,CHI在植物內(nèi)的基因表達(dá)水平也直接影響類黃酮??的代謝,例如在CHI基因缺失的玉米中,由于查爾酮在體內(nèi)的大量積累,使玉??米粒呈現(xiàn)異常的古銅色在荸薺中可作為啟動(dòng)控制因子,使新鮮切開的荸薺顏??色變黃[95];將矮牽牛中編碼的CHI基因轉(zhuǎn)入番茄中,由于蘆丁的大量積累,使??轉(zhuǎn)基因番茄的果皮中黃酮醇的含量明顯增加[96]。此外
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???分子和5個(gè)氨基酸,它們之間在結(jié)合域中心的底部形成1個(gè)氫鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),表現(xiàn)??在水分子和(25>柚皮素中的酮羰基之間形成的氫鍵。??從CHI的蛋白晶體結(jié)構(gòu)中看,在酶的活性位點(diǎn)的背面存在1個(gè)水分子,位??于(2分柚皮素與Tyrl06之間,根據(jù)這個(gè)水分子所在位置Jez等人推測了一種可??能的反應(yīng)機(jī)理[89]:在溶液中查爾酮的2'-氧離子(pKa?7-8)自發(fā)形成[1Q5]。當(dāng)?shù)孜??查爾酮和CHI結(jié)合時(shí),帶負(fù)電荷的氧利用邁克爾加成反應(yīng)進(jìn)攻a,P?-不飽和雙鍵,??此時(shí)在活性位點(diǎn)的背面被酪氨酸激活水分子,可以作為一種通用酸能夠穩(wěn)定烯醇??中間體。隨后發(fā)生分子內(nèi)烯醇到酮的互變異構(gòu)反應(yīng)生成終產(chǎn)物柚皮素(圖1.6)。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物萜類生物合成相關(guān)酶類及其編碼基因的研究進(jìn)展[J]. 陳建,趙德剛. 分子植物育種. 2004(06)
本文編號(hào):3571988
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