植物脂肪氧化酶的研究进展
逆境条件下植物体内活性氧代谢研究进展
安徽农学通报，Anhui Agri，Sci，Bull，2021，27（21）逆境条件下植物体内活性氧代谢研究进展徐松华（安庆市岳西县生态环境监测站，安徽安庆246600）摘要：活性氧是一类具有很强的氧化能力的含氧物质。
当植物遭受逆境胁迫时，其体内活性氧会过量积累，导致发生氧化性胁迫，因而必须依靠抗氧化酶系统对抗这种胁迫。
该文主要介绍了活性氧代谢的产生和清除机制以及活性氧的影响因素，并综述了近年来在逆境条件下超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等活性氧清除酶系统的代谢作用机制，探讨了环境胁迫下活性氧代谢的应答规律与机制，为植物适应性机制和逆境生理学研究提供参考。
关键词：活性氧代谢；抗氧化酶；逆境胁迫；适应性机制中图分类号Q945文献标识码A文章编号1007-7731（2021）21-0029-04Research Advances of Reactive Oxygen Species in Plants under Environmental StressXU Songhua（Ecological Environment Monitoring Station of Yuexi County,Anqing246600,China）Abstract:Reactive oxygen species（ROS）are a kind of oxygen-containing substances with strong oxidizing ability. Reactive oxygen species will accumulate excessively in plants while plants are under stress,which will lead to oxida⁃tive stress in plants.It is necessary to rely on the antioxidant enzyme system to combat this stress.This paper mainly introduces the generation and removal mechanism of reactive oxygen species,and its influence factors of reactive oxy⁃gen species,and reveals the generation and removal mechanism of active oxygen enzyme system such as superoxide dismutase,catalase,peroxidase and so on,discusses the environmental response mechanism of active oxygen metabo⁃lism,which provides a scientific basis for the study of plant adaptive mechanism and stress physiology.Key words:Reactive oxygen metabolism;Antioxidant enzyme;Environmental stress;Adaptive mechanism1活性氧代谢1.1活性氧在植物体内的产生机制活性氧（Reactive oxygen species，ROS）是一类具有很强氧化能力、化学性质活泼的含氧物质及其衍生物质的总称。
稻谷储藏过程中主要营养素变化的研究进展
2008,No.1 5 收稿日期:2007-09-10;修回日期:2007-11-28作者简介:伍金娥(1977-),女,博士,讲师,农产品贮藏与工程专业。
稻谷储藏过程中主要营养素变化的研究进展伍金娥,常 超(武汉工业学院食品科学与工程学院,湖北武汉 430023)摘 要:稻谷是一种重要的食粮和工业原料,储藏期间,在酶和微生物作用下稻谷的生理生化特征发生改变,使得稻谷的品质劣变,导致稻谷营养价值和食用品质降低。
系统介绍了稻谷储藏过程中主要营养素变化以及与食用品质关系的研究进展。
关键词:稻谷;营养素;储藏中图分类号:TS210.1 文献标识码:A 文章编号:1003-6202(2008)01-0005-03Progress of Research on Changes of ma jor Nutr i en ts dur i n g Storage of R i ce ABSTRACT:The rice is one of i m portant f oods and industrial ra w materials .The physi ol ogical and bi oche m ical characteristics of rice under effects of enzy mes and m icr oorganis m swould change,resulting in deteri orati on of rice quality,s o that the nutriti onal value of rice and food quality was reduced during st orage .The research p r ogress on the changes of main nutrients in rice and the relati on bet w een the changes and the quality of rice f ood during st orage was intr oduced syste matically .KE YWO R D S:rice;nutrients;st orage 稻谷是我国粮食的主要支柱,在种植上具有适应性广、单位产量高的特点。
酶工程的研究进展简述
2001年6月韶关学院学报(自然科学版)J un.2001第22卷 第6期Journal of Shaoguan University(Natural Science)Vol.22 No.6酶工程的研究进展简述郑 成(广州大学生物与化工学院,广东广州,510091)摘要:简述了酶工程的最新研究进展,其中包括人工合成酶和模拟酶,核酸酶与抗体酶,非水系酶,以及极端环境微生物和不可培养微生物的新酶种等.关键词:酶;酶工程;进展中图分类号:Q55 文献标识码:A 文章编号:1007-5348(2001)06-0039-06酶工程是研究酶的生产和应用的一门新兴学科,它的应用范围已遍及工业、农业、医药卫生行业、环保、能源开发和生命科学等各个方面.作为工业应用来说,主要目的就是利用酶的催化作用,在较为温和的条件下,如低温、低压等,就可高效地将反应物转化为产物.但目前工业上直接利用酶制剂时还存在一些缺点,如稳定性差、使用效率低,不能在有机溶剂中使用,寿命不长等,造成了使用酶的成本升高.世界上围绕着解决这些问题开展了大量的研究.本文通过查阅大量资料,对酶工程的研究发展进行简述.1 人工合成酶和模拟酶[1～2]人工合成酶在结构上具有两个特殊部位,一个是底物结合位点,一个是催化位点.业已发现,构建底物结合位点比较容易,而构建催化位点比较困难.2个位点可以分开设计.但是已经发现,如果人工合成酶有一个反应过渡态的结合位点,则该位点常常会同时具有结合位点和催化位点的功能.人工合成酶通常也遵循Michaelis2Menten方程.例如.高分子聚合物聚-4-乙烯基吡啶-烷化物,具有糜蛋白酶的功能,含辅基或不含辅基的高分子聚合物,具有氧化还原酶、参与光合作用的酶和各种水解酶等功能.在模拟酶方面,固氮酶的模拟最令人瞩目.人们从天然固氮酶由铁蛋白和铁钼蛋白2种成分组成得到启发,提出了多种固氮酶模型.如过渡金属(铁、钴、镍等)的氮络合物,过渡金属(钒、钛等)的氮化物,石墨络合物,过渡金属的氨基酸络合物等.此外,利用铜、铁、钴等金属络合物,可以模拟过氧化氢酶等.近来,国际上已发展起一种分子压印(molecular i m pri nti ng)技术,又称为生物压印(bioi m pri nti ng)技术.该技术可以借助模板在高分子物质上形成特异的识别位点和催化位点.目前,此项技术已经获得广泛的应用.例如,模拟酶可以用于催化反应,分子压印的聚合物可用作生物传感器的识别单元等.2 核酸酶和抗体酶[3～5]近年来,人们发现除去蛋白质具有酶的催化功能以外,RNA和DAN也具用催化功能.1982年Cech发现四膜虫的26SrNAD的前体,在没有蛋白质存在的情况下,能够进收稿日期:2000-12-05作者简介:郑成(1955-),广东遂溪人,广州大学轻化系教授,博士生,主要从事酶生物工程与化学工程方面的研究与教学工作.行内含子的自我剪接,形成成熟的rRNA ,证明RNA 分子具有催化功能,并将其称为核酸酶(ridozyme ,有人译为核酶).1995年Cuenoud 又发现某些DNA 分子也具有催化功能.这就改变了只有蛋白质才具有催化功能的传统观念,也为先有核酸,后有蛋白质提供了进化的证据.进一步的研究发现核酸酶的一种多功能的生物催化剂,不仅可以作用于RNA 和DNA ,而且还可以作用于多糖、氨基酸酯等底物.核酸酶还可以同时具用信使编码功能和催化功能,实现遗传信息的复制、转录和翻译,是生命化过程中最简单、最经济、最原始的、催化核酸自身复制和加工的方式.核酸酶具有核酸序列的高度特异性.这种特异性使核酸酶具有很大的应用价值.只要知道某种核酸酶的核苷酸序列,就可以设计合成催化其自我切割和断裂的核酸组成.根据这些基因组的全部序列,就可设计并合成出防治有这些病毒引起的人、畜和植物病毒病的核酸酶,如能够防治流感、肝炎、艾滋病和烟草花叶病等.核酸酶也可以用来治疗某些遗传病和癌病.核酸酶还可以用作研究核酸图谱和基因表达的工具.一般说来,人工合成的模拟酶与天然酶的催化效率相差较大,而且,反应类型大都为水解反应.人们从酶与底物过渡态中间物紧密结合是酶催化过程中的关键一步得到启发,联想到抗原引起生物内抗体的合成,以及抗原和抗体紧密结合,进而考虑利用抗原抗体相互作用的原理来模拟酶的催化作用.人们设想以一些底物过渡态中间物的类似物作为半抗原,诱导合成与其构象互补的相应的抗体,试图得到能够催化上述物质进行活性反应的酶.1986年这种努力在实验室里获得了成功,为人工合成酶和模拟酶,开创了一条崭新的途径.人们将这种具有催化活性的抗体称为抗体酶(abz yme )又称催化抗体(catalytic antibody ).抗体酶在本质上是免疫球蛋白,人们在其易变区赋予了酶的催化活性.抗体是目前已知的最大的多样性体系,原始抗体大家族有1×108个结合部位,体细胞变异学可以增加1×104个结合部位.抗体有极高的亲和力,解离常数为10-4～10-14mol/L ,其与抗原结合的结合部位与酶的结合部位相似,但无催化活性.制备抗体酶的方法主要有诱导法、拷贝法、插入法、化学修饰法和基因工程法.抗体酶的催化效率远比模拟酶高.同时,从原理上讲,只要能找到合适的过渡态类似物,几科可以为任何化学反应提供全新的蛋白质催化剂———抗体酶.目前抗体酶催化的反应、闭环反应,还能催化合成反应、交换反应、闭环反应、异构化反应、氧化还原反应等.此外,与模拟酶相比,抗体酶已经用于酶作用机理的研究,手性药物的合成和拆分,抗癌药物的制备.目前人们正致力于进一步提高抗体酶的催化效率,期望在深入了解酶的作用机理,以及抗体和酶的结构和功能的基础上,能够真正按照人们的意愿,构建出具有特定催化活性和专一性的、催化效率高的、能满足各种用途需要的抗体酶.3 非水系酶[6～7]酶反应通常在水为介质的系统中进行.但是,酶反应也能在非水系统内进行.1984年以来,美国麻省理工学院以Zaks 和K libanov 教授为首的研究小组,一直从事非水系统内酶反应的研究,取得了引人注目的成果,并由此产生了一个全新的分支学科———非水酶学.他们发现这类反应具有如下特点:(1)绝大多数有机化合物在非水系统内溶解度很高;(2)根据热力学原理,一些在水中不可能进行的反应,有可能在非水系统中进行;・04・韶关学院学报(自然科学版)2001年(3)与水中相比,非水系统内酶的稳定性比较高;(4)从非水系统内回收反应产物比水中容易;(5)在非水系统内酶很容易回收和反复使用,不需要进行固定化.实验结果证明,在几乎没有水的系统内,仍可进行各种酶反应.例如,在含有013mol/L 丁酸和013mol/L 庚醇的已烷中,可以进行脂及酶催化的酯化反应,2h 后酯化率达90%以上.如果在水中进行酯化反应,酯化率为011%以下.此外,在非水系统内,还能进行酶催化的酰胺水解、酰基交换、硫酸根交换和肟水解等反应.众所周知,酶不能改变反应的平衡常数(K eq ).但是,利用水-有机溶剂两相系统,可以引起实践上很有用的“表现”K eq 很大的改变.前已述及,在非水系统内酶的稳定性提高.水溶性更高、亲水性更强的酶的稳定性,似乎取决于微环境内存在水的薄层,大约几个水分子厚.水的数量非常微小.每个酶分子需要50～500个水分子.酶也可以在几乎完全无水的状态下起催化作用.在这样微小的、不含游离氢离子的环境中的p H ,是无法直接测量和控制的.然而,酶有一种“记忆”功能.当酶从水溶液中向有机溶剂中转移时,似乎能够“记住”,即保留住它最后所处环境中的p H ,以及在该p H 的功能.如果酶结合的水被除去,或被易于与水混溶的有机溶剂稀释,则酶一般会失去活性.但是,在不发生失活的条件下,只要有极微量的水以及与之有关的水的活度的降低,会大大降低酶热失活的速度.这一现象可以用于绝大多数酶.例如,猪胰脏脂肪酶在含有0102%水的三丁酸甘油酯内,100℃时的半衰期为12h ;当水分为018%时,凌晨衰期下降到12min.而在100%的水中,酶将立即失活.此外,在水-有机溶剂两相系统内,水的冰点下降,这样,就可以在非常低的温度下,使用对热特别不稳定的酶.降低水的活度可以使酶分子更具有刚性,这就可能影响到酶的K m 和V max .在极端情况下,可能引起酶的催化功能的改变.以往,人们都是从酶的最适p H 的水溶液中回收酶.然后,将其研磨成粉末.再分散在合适的有机溶剂中,制成酶的悬浮液,以便在水-有机溶剂两相系统中进行酶的催化反应.近来K libanov 为首的研究组又探索出一种新方法,可以使酶溶解而不是悬浮在有机溶剂中.而且,找到很多能够溶解酶有机溶剂,并阐明了导致有机溶剂中较高蛋白质浓度的规律.由此,可以进一步研究溶解在有机溶剂中的天然酶的结构和催化特性.因而,必将大大拓宽酶在非水系统中的应用范围.近来,核磁共振、x -射线衍射和傅立叶变换红外光谱的研究表明,在非水相中,酶分子结构中α-螺旋含量减少,β-折叠含量增加,二级结构的有序性增加,因而,提高了酶的稳定性.目前,非水系统中酶的催化作用已广泛地用于药物、生物大分子、肽类、手性化合物化学中间体和非天然产物等有机合成,引起人们的极大的关注.4 极端环境微生物和不可培养微生物的新酶种[8～9]自然界蕴藏着巨大的微生物资源.据测算,1g 土壤中含有1×108个微生物.美国华盛顿大学的James Staley 教授说过:“未知的微生物世界或许是地球上最大的未开发的自然资源,能够利用这个微生物资源的国家,势必会取得技术上的优势.”自Kuhne 从希腊语借用“酶”(“en -zyme ”)一词以来,随着研究工作的深入,酶的种类在不断增加.迄今为止,还不知道自然界究竟有多少种酶.同样,也不清楚,每个细胞内究竟有多少种酶.有人估计,大肠杆菌(Escherichia coli )细胞中有3000种蛋白质,而真核细胞・14・第6期郑 成:酶工程的研究进展简述中有50000种蛋白质.这些蛋白质中的大多数是酶.如果估计可靠,酶的种类将达到几万种.近来,人们从生产实践的需要出发,非常重视开发新的酶种.迄今为止,人们对极端环境微生物(ex2t remophiles)和不可培养微生物(uncult urable m icroorganisms)的研究还很不够.这2个资源宝库值得人们好好开发.人们首先注意从极端环境条件下生长的微生物内筛选新的酶种.其中主要研究嗜热微生物(thermophiles)、嗜冷微生物(psy2chrophiles)、嗜盐微生物(halophiles)、嗜酸微生物(aci dophiles)、嗜碱微生物(alkalophiles)、嗜压微生物(barophiles)等.目前,人们已经发现能够在250～350℃条件下生长的嗜热微生物,能够在-10～0℃条件下生长的嗜碱微生物,能够在p H215条件下生长的嗜酸微生物,能够在p H11条件下生长的嗜碱微生物,能够在饱和食盐溶液(含盐32%或512mol/L)中生长的嗜盐微生物,能够在1101×105kPa 条件下生长的嗜压微生物,以及在高温(105℃)和高压(41053×107Pa)条件下生长的嗜热嗜压微生物等.这就为新酶种和酶的新功能的开发,提供了广阔的空间.其中人们对嗜热嗜压微生物的研究最多,大量专著不断涌现.耐高温的α-淀粉酶和DNA聚合酶等已获得广泛的应用.所谓不可培养微生物是指在实验室内,采用常规培养方法培养不出的微生物.而这类微生物竟约占全部微生物的99%!今天,我们完全可以绕开菌种分离、纯化的步骤,应用最新分子生物学方法,直接从这类微生物中,探索、寻找有开发价值的、新的微生物基因和新的酶种.5 酶的修饰[10～11]酶有稳定性差、活力不够理想及具有抗原性等缺点,这些不足使酶的应用受到限制,为此常需对酶进行适当再修饰加工,以改善酶的性能.酶的修饰可分为化学修饰和选择性遗传修饰两类.511 酶的化学修饰对自然酶的化学结构进行修饰以改善酶的性能的方法很多,现举例说明如下.例如,α-淀粉酶一般有Ca2+、Mg2+、Zn2+等金属离子,属于杂离子型,若通过离子置换法将其他离子都换成Ca2+,则酶的活性提高3倍,稳定性也大大增加;胰凝乳蛋白酶与水溶性大分子化合物右旋糖酐结合,酶的空间结构发生某些细微改变,使其催化活力提高4倍;抗白血病药物天冬酰的游离氨作用、酰化反应进行修饰后,该酶在血浆中的稳定性得到很大的提高.表1 酶性质随着经定点突变而改变酶修饰修饰部位原氨基酸残基→新氨基酸残基酶性质的改变酷氨酰-TRNA合成酶5151苏→丙苏→脯对底物ATP的新合力提高100倍B-内酰胺酶70～71丝.苏→苏.丝完全失活70～71苏.丝→丝.丝恢复活性二氢叶酸还原酶27天冬→天胺活性降低为正常酶的011%・24・韶关学院学报(自然科学版)2001年512 酶的选择性遗传修饰这是在弄清酶的一级结构和空间结构的基础上,设计出选择性遗传性修饰位点.上表列出了几种经定点突变后,酶性质发生改变的例子.通过基因突变技术,把酶分子修贮在DNA 中,经过基因克隆和表达,就可以通过生物合成方法不断获得具有新的特性和功能的酶.6 酶的固定化技术[12～14]固定化酶在工业、临床、分析和环境保护等方面有着广泛的应用.但是,在大多数情况下,酶固定化以后活性部分失去,甚至全部失去.一般认为,酶活性的失去是由于酶蛋白通过几种氨基酸残基在固定化载体上的附着(Attchment )造成的.这些氨基残基主要有:赖氨酸氨基和N -未端氨基,半胱氨酸的巯基,天门冬氨酸和谷氨酸的基C -未端基,酪氨酸的苯甲基以及组氨酸的咪唑基.由于酶蛋白多点附着在载体上,引起了固定化酶蛋白无序的定向和结构变形的增加.近来,国外的研究者们在探索酶蛋白的固定化技术方面,已经寻找到几条不同的途径,使酶蛋白能够以有序方式附着在载体的表面,实现酶的定向固定化而使酶活性的损失降低到最小程度.这种定向固定化技术具有以下一些优点:(1)每一个酶蛋白分子通过其一个特定的位点以可重复的方式进行固定化;(2)蛋白质的定向固定化技术有利于进一步研究蛋白质结构;(3)这种固定化技术可以借助一个与酶蛋白的酶活性无关或影响很小的氨基酸来实现.目前,文献中涉及的定向固定化方法有如下几种:(1)借助化学方法的位点专一性固定化;(2)磷蛋白的位点专一性固定化;(3)糖蛋白的位点专一性固定化;(4)抗体(免疫球蛋白)的位点专一固定化.这种有序的、定向固定技术已经用于生物芯片、生物传感器、生物反应器、临床诊断、药物设计.参考文献:[1]K Mosbach.Program of Enzyme Engineering[M ],Beijing ,1988.0-36.[2]居乃琥.生物工程进展[J ],1987,(4):17-27.[3]黎高翔.二十一世纪酶工程研讨会论集[M ],黄山,1999.13-19.[4]S J Bencovic.Ann Rev Biochem[J ],1992,61:29-54.[5]RH Symons.Ann Rev Biophs Acta[J ],1981,658(1):76-89.[6]K Martinek ,etal.Biochem Biophys Acta[J ],1981,658(1):76-89.[7]AM K libanov.Chemtech[J ],1986,16(2):354-9.[8]孟广震.二十一世纪酶工程研讨会论集,黄山,1999.26-27.[9]J W kozarich ,DHRich.Current Opinion Chem Biol[J ],1997,1:149-50.[10]J E Smith.Biotechnogy[M ],3rded ,Cambridge Univ press[M ],1996.[11]李再资.生物化学工程基础[M ],北京:化工出版社,1999.108[12]D Thomas ,AFriboulet.Program of Enzyme Engineering[M ],Beijing ,1998.0-37[13]C.Wandrey ,Program of Enzyme Engineering[M ],Beijing ,1998.[14]RD Johnson ,FE Arnold ,Biotechnol Bioeng[J ],1995,48(2):43-45,45-47・34・第6期郑 成:酶工程的研究进展简述A Brief R evie ws about R esearching Progressin Enzymatic EngineeringZHEN G Cheng(Biological and Chemical Engineering College ,Guangzhou University ,Guangzhou 510091,China )Abstract :The research progress in enzymatic engineering ,including synzymes ,enzyme mi 2mics ,ribozyme ,abzyme ,nonaqueous enzymology ,etc.was reviewed.K ey w ords :enzymatic engineering ;progress ;enzyme ・44・韶关学院学报(自然科学版)2001年。
脂肪氧化酶与稻谷贮藏的陈化变质
terization of rice lipoxygenase component 3 from embryos
[J ] . Agric Biol chem. ,1986 ,a 50 :3165 - 3171. 6 陈昆松 ,徐昌杰 ,楼健 ,等. 脂氧合酶与猕猴桃果实后
熟软化的关系 [J ] . 植物生理学报 ,1999 ,25 (2) :138 -
的未缺失株数和缺失株数之比为 1∶1 ,则得到证明 。 3 讨论
Aibara[7]等 (1986) 研究了贮藏中稻谷米糠脂肪的变 化 ,指出 :亚油酸和油酸为稻谷膜脂中脂肪酸主要成分 , 同时还含有少量的亚麻酸 ,在贮藏过程中 ,膜脂易在脂肪 水解酶作用下分解产生游离脂肪酸 ,其中亚油酸 、亚麻酸 极易被氧化 ,油酸 、棕榈酸的含量保持不变 。膜磷脂结合 的多元不饱和脂肪酸如亚油酸 、亚麻酸等是膜流动性主 导因素 ,它们的氧化导致膜流动性的丧失和细胞膜透性 的增加 ,膜完整性丧失 ,随之而来 ,液泡等膜内蛋白水解 酶和有机酸因膜功能丧失而释放出来 ,进一步加快对膜 的破坏 。启动膜脂过氧化主要方式有 2 种 : 自氧化和酶 促氧化 。在花生和油菜中主要是膜脂过氧化 ,而稻谷则 主要为酶促氧化 ,即 Lox 以多元不饱和脂肪酸如亚油酸 、 亚麻酸等作为底物所进行的反应 。Lox 反应使得膜磷脂 的游离多元不饱和脂肪酸量减少 ,打破了膜脂的降解平 衡 ,促使膜脂的降解 ,随后 ,游离多元不饱和脂肪酸大量 增加 ,促进了 Lox 自我活化[6] 。Lox 的产物主要为脂肪氢 过氧化物和氧自由基 ,而这些物质可以直接作用于更多 的多元不饱和脂肪酸 ,产生一系列连锁反应 ,最终加剧了 膜脂过氧化的进行 ,还可以对蛋白质 、膜结构 、细胞组织 以及 DNA 造成破坏 ,从而导致米质劣变 ,种子活力丧失 。 稻谷贮藏陈化变质后 ,往往会散发出陈味 ,这是产生陈味 的酶系统作用的结果 。该酶系统包括脂酶 、水解酶 、Lox 和裂解酶等组成 。在它们的联合作用下 ,使稻谷的膜磷 脂中的亚油酸降解为小分子的醛 、酮和其他挥发物[9] 。 图 1 表明了这一变化过程 。
植物中液泡膜H+—PPase的研究进展
植物中液泡膜H+—PPase的研究进展摘要液泡膜H+-PPase是一种广泛存在于很多生物体内的H+转运酶，主要介绍近年来该酶在植物抗逆性以及植物生长的调节作用上的研究进展。
Abstract The Vacuolar-Type H+-Pyrophosphatase widely exists in many organisms as a H+ transport enzyme.The recently research progress on the plant resistance and the effect of the regulation of plant growth in the Vacuolar-Type H+-PPase were introduced.Key words Vacuolar-Type H+-PPase；plant resistance；auxin；gluconeogenesis植物体中存在Ⅰ型（A VP 1类）和Ⅱ型（A VP 2类）2种类型的H+-PPase，其中Ⅰ型H+-PPase定位在液泡膜上，而Ⅱ型H+-PPase定位在高尔基体膜上[1]。
笔者将定位于植物液泡膜上的H+-PPase称为液泡膜H+转运无机焦磷酸酶（H+-pyrophosphatase，H+-PPase，EC 3.6.1.1）。
液泡膜H+-PPase是一类与膜结合的不可溶酶类，广泛存在于植物和少数藻类、原生动物、细菌以及原始细菌中[2]。
在高等植物中，液泡膜H+-PPase结构相似并且以二聚体形式存在[3]。
早在20世纪80年代初期，Chuichill和Sze就利用燕麦根制备的膜微囊制剂检测到了PPase的活性与质子跨液泡膜转运的关系，发现了PPi的水解驱动质子跨膜转运。
现在人们普遍认为植物中液泡膜H+-PPase可与同在液泡膜上的H+-ATPase一起形成H+跨液泡膜电化学梯度，为各种溶质（如阳离子、阴离子、氨基酸和糖类等）分子跨液泡膜的次级主动运输提供驱动力[4]。
大豆发芽过程中酶的含量变化及营养变化研究_李新华
!#%" 大豆发芽过程中内源蛋白酶活性的测定
不同发芽时间的大豆粉内源蛋白酶活力如图 ! 所示。
图 !$ 大豆种子萌发过程中内源蛋白酶含量的变化
由图 ! 可以看出， 从大豆浸泡阶段内源蛋白酶活 力开始逐渐增强， 在发芽第 %* 活力有所降低， 而后又 略有升高。从大豆萌发的第 %*， 开始大豆芽生长较
8:;9 实验方法
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［ D ］李积华， 郑为完， 吴娇 > 酶法有限水解对米渣蛋白乳化性 的影响及控制 ［ E］ > 食品工业科技， @""D （B） ： C"’C@> ［ % ］吴娇， 郑为完， 赵伟学， 等 > 有限酶解米渣蛋白的乳化功能 特性表征 ［ E］ > 食品与发酵工业， @""D ， AA （!） ： @F’@#> ［ C ］徐红华， 刘欣 > 复合酶法改善大豆分离蛋白起泡性的工艺 优化 ［ E］ > 食品与发酵工业， @""D ， AA （!） ： F!’FB>
植物油脂氧化及其氧化稳定性的研究
食品科技植物油脂氧化及其氧化稳定性的研究徐洪宇(吉林化工学院生物与食品工程学院，吉林吉林 132022)摘 要：本文主要分析了植物油脂氧化过程与机理，植物油脂氧化影响因素及稳定性差异，概述植物油脂氧化稳定性评价的方法。
植物油脂氧化主要与高温和光照有关，高温和光照会加速植物油脂氧化速度，同时植物油脂包含的脂肪酸含量及植物油脂种类均可影响其氧化及氧化稳定性。
关键词：植物油脂；氧化稳定性；氧化机理Study on Oxidation and Oxidation Stability of Vegetable OilXU Hongyu(College of Biology and Food Engineering, Jilin Institute of Chemical Technology, Jilin 132022, China) Abstract: This paper mainly analyzes the plant oil oxidation process and mechanism, the influencing factors and the stability differences.Plant oil oxidation is mainly related to high temperature and light. High temperature and light will accelerate the oxidation speed of plant oil, and the fatty acid content contained in plant oil and the species of plant oil can affect its oxidation and oxidation stability.Keywords: vegetable oil; oxidation stability; oxidation mechanism植物油脂中包含大量不饱和脂肪酸，贮藏过程中易发生氧化分解，导致油脂酸败，让其口感与黏度均发生变化，降低油脂稳定性。
动植物的脂肪代谢研究
动植物的脂肪代谢研究动植物脂肪代谢研究脂肪代谢是人体能量代谢中的重要组成部分，它决定着人体的健康状况和生理机能等。
与人类不同，动植物的代谢机制对脂肪的吸收、消化、运输和利用等过程有着不同的生理特征。
本文将从动植物脂肪代谢的酶学、分子生物学基础、调控机制和应用等方面，论述其研究现状和发展趋势。
一、动植物脂肪代谢的酶学基础在动植物脂肪代谢过程中，酶是控制这些代谢途径的关键因素之一。
比如，动物体内一种关键的脂解酶是脂肪酶，它主要在胰腺分泌，负责脂肪的分解和吸收。
而羧酸还原酶是植物体内合成不饱和脂肪酸的一种重要酶，它参与着脂肪酸的电子传递以及产生NADPH等的生化反应。
针对上述不同的酶学特征，科学家对这些酶的活性、结构、功能和调控机制进行了广泛的研究。
例如，研究发现人类体内的脂肪酶具有多种亚型，在结构和功能上也有所区别，这些亚型之间的差异可能与脂肪代谢及其相关疾病之间的关系有密切的联系。
二、动植物脂肪代谢的分子生物学基础在动植物的脂肪代谢过程中，不同的生物体内涉及到了大量的基因表达和蛋白质合成过程。
比如，研究发现，哺乳动物脂肪细胞中主要表达的脂肪合成酶是脂肪酸合酶，其基因又经常被调控，参与着脂肪酸的封装和合成过程。
而在植物体内，则主要通过氧化端基酶和醛脱氢酶来调节脂肪酸的饱和度。
此外，分子生物学在更深层次上揭示了脂肪代谢的进化和发展机制。
经过多代基因演化，动植物中的脂肪代谢酶家族已经逐渐演变出了不同的亚型和差异化的功能。
例如，同属于氧化亚氨酸脱羧酶家族的五种酶，它们在动物内负责生成不同的神经传递物质和荷尔蒙等，这进一步证明了这些酶在进化过程中的多样性和分化。
三、动植物脂肪代谢的调控机制脂肪代谢被广泛引发着很多代谢通路的启动，如三酰甘油、氧化和热生成等。
因此，许多调节脂肪代谢途径的激素、内分泌、酶活性等因素都可以参与到这个复杂的过程中。
比如，在哺乳动物体内，胰岛素是一种重要的激素，它通过促进葡萄糖的摄取和脂肪合成来调节脂肪代谢。
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生物工程学报Chin J Biotech2009, January 25; 25(1): 1-9 Chinese Journal of Biotechnology ISSN 1000-3061cjb@© 2009 Institute of Microbiology, CAS & CSM, All rights reserved植物脂肪氧化酶的研究进展胡廷章1,2, 胡宗利1, 屈霄霄1, 任彦荣1, 陈国平11 重庆大学生物工程学院, 重庆 4000442 重庆三峡学院生物系, 重庆 404000摘要:植物脂肪氧化酶(LOX)是一个多基因家族, 是由单一的多肽链组成的含有非血红素铁、不含硫的过氧化物酶。
LOX催化具有顺, 顺-1, 4-戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸的双加氧反应。
植物中, 不同脂肪氧化酶的最适pH、pI、底物和产物特异性、时空表达特性、亚细胞定位等存在差异。
LOX参与的生理过程涉及损伤、病原攻击、种子萌芽、果实熟化、植物衰老、脱落酸和茉莉酸合成, LOX也在正常的植物生长和生殖生长过程中作为营养储藏蛋白, 参与脂类迁移、响应营养胁迫、调节“源”与“库”的分配。
对LOX家族的深入理解，将有助于LOX在作物新品种的选育、新型植保素的开发、食品加工等方面得到广泛的应用。
关键词:脂肪氧化酶, 结构, 催化反应, 功能, 基因表达, 亚细胞定位Advances in plant lipoxygenases researchTingzhang Hu1, 2, Zongli Hu1, Xiaoxiao Qü1, Yanrong Ren1, and Guoping Chen11 Bioengineering College of Chongqing University, Chongqing 400044, China2 Department of Biology, Chongqing Three Gorges University, Chongqing 404000, ChinaAbstract:Lipoxygenases (linoleate: oxygen oxidoreductase, EC 1.13.11.12; LOXs) are encoded by a multi-gene family inplants. The LOXs are monomeric non-heme, non-sulfur iron dioxygenases, which catalyze the incorporation of molecularoxygen into polyunsaturated fatty acids containing a cis, cis-1, 4-pentadiene moiety. The LOX isoforms are distinguished by differences in optimum pH of the reaction, pI, substrate and product specificity, spatial and temporal expression, and subcellular localization. The function of various LOXs in plants has been suggested. Some of the physiological processes inwhich lipoxygenases have been implicated include wounding, pathogen attack, seed germination, fruit ripening, plant senescence, and synthesis of Abscisic acid (ABA) and Jasmonic acid (JA). During normal vegetative and reproductive growth, lipoxygenases have also been suggested to act as vegetative storage proteins, participate in transference of lipoid, and responseto nutrient stress and source/sink relationships. Significant progress in understanding LOX families will be beneficial to the application of the LOX in crop breeding, research on new-type phytoalexin and food industry.Keywords: lipoxygenases, structure, catalysis, function, gene expression, subcellular localizationReceived: June 10, 2008; Accepted: October 8, 2008Supported by: the National Natural Science Foundation of China (No. 30771464), the Chunhui Project of Education Ministry (No. Z2007-1-63006),the Natural Science Foundation Project of Chongqing Science and Technology Committee (No. 2007BB1196) and the Natural Science FoundationProject of Chongqing Three Gorges University (No. 2007-Sxxyyb-04).Corresponding author: Guoping Chen. Tel: +86-23-65112674; E-mail: chenguoping@国家自然科学基金(No. 30771464), 教育部“春晖计划”资助项目(No. Z2007-1-63006), 重庆市自然科学基金(No. 2007BB1196), 重庆三峡学院资助项目(No. 2007-Sxxyyb-04)资助。
2 ISSN1000-3061 CN11-1998/Q Chin J BiotechJanuary 25, 2009 Vol.25 No.1自1932年首次发现脂肪氧化酶(Lipoxygenases, LOXs; EC 1.13.11.12)后, 脂氧酶的研究取得了长足发展[1]。
在动物、植物和微生物中都发现有脂肪氧化酶[2,3]。
LOX 在真核生物中参与不饱和脂肪酸的代谢, 在植物不同发育阶段存在着不同的类型, LOX 与植物的生长发育、衰老、伤害反应和抗有害生物有关[4]。
1 脂肪氧化酶的存在和细胞定位LOX 是一个含非血红素铁的蛋白大家族, 在动植物和微生物中普遍存在[2,3]。
己经发现拟南芥有6个LOX 基因, 马铃薯有14个LOX 基因, 番茄有5个LOX 基因, 大豆有9个LOX 基因[5−6], 在其他植物中也不断有新的LOX 基因发现。
LOX 存在于植物细胞的微粒、胞质和液泡中。
在黄化的黄瓜子叶中, 发现有5种不同的LOX, 除了可溶性的LOX 外, 在微粒体膜、原生质膜和脂质体也发现了LOX [7−9]。
大豆叶的细胞溶质和液泡中至少有6种不同的LOX [10−11]。
在菠菜、大麦、番茄、马铃薯、拟南芥等植物的叶绿体包膜内, 也有特异的LOX 存在[12−15]。
多数LOX 存在于叶绿体基质中, 但在菠菜叶的叶绿体包膜片段中, 也有LOX 存 在[12]。
不同LOX 的亚细胞定位, 与酶表达的时间上的差异一起, 共同协调过氧化氢多元不饱和脂肪酸的形成。
2 脂肪氧化酶的结构和性质LOX 由单一的多肽链组成, 分子量为94~104 kD, 是一种含有非血红素铁、不含硫的过氧化物酶, 是球形, 无色, 可溶性蛋白, 其等电点的范围为pH 值5.7~6.4[4]。
大豆种子中有3种LOX 同工酶, 它们的最适pH 值、热稳定性、与Ca 2+关系、等电点以及底物专一性等许多生化性质上均不相同。
比较大豆种子中3种LOX 同工酶序列组成发现, 同源序列中N 末端均有1个约150个氨基酸组成的β-桶状结构(区域I), 为Ca 2+结合、酶活性激活及LOX 与其异构物进行核膜置换所必需, 可能与全部蛋白稳定性的维持有关; C 末端为α-螺旋结构(区域II), 在C 末端有一段40个氨基酸组成的保守区域, 其中包括6个组氨酸和2个酪氨酸, 作为酶蛋白的活性中心与Fe 3+结合, 从而调节酶的活性。
分子氧通过裂隙I 与Fe 3+结合, 而裂隙II 可以容纳花生四烯酸甚至更大的脂肪酸[16,17] (图1)。
3 脂肪氧化酶的分类LOX 催化具有顺, 顺-1, 4-戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acid, PUFA)的双加氧反应, 如亚油酸(Linoleic acid, LA)、亚麻酸(α- linolenic acid, LeA)、花生四烯酸(Arachidonic acid, AA)。
氧分子加到戊二烯的任一末端(区域专一性), 根据LA 氧化的位置特异性, 植物LOX 分为2类: 催化LA 碳链骨架的C-9和C-13氧化的LOX 分别称为9-LOX 和13-LOX, 它们氧化LA 分别产生9-或13-过氧化氢衍生物。
大多数LOX 只能催化LA 碳链骨架的C-9或C-13一个位点氧化, 但一些LOX 具有双重位置特异性(Dual positional specificity), 即它们既能催化LA 碳链骨架的C-9氧化, 也能催化C-13氧化, 分别生成C-9和C-13氧化物[18−23]。
根据酶分子的一级结构, 植物LOX 分为2个亚基因家族:一类是蛋白序列高度相似(>75%), 并且没有质体转移肽序列, 称为1-LOX; 另一类酶的N-端有质体转移肽序列, 相互间的蛋白序列只有中度相似性(~35%),称为2-LOX, 至今发现这些LOX 都属于亚油酸13-LOX 亚家族[6, 24]。
图1 大豆LOX-1的三维结构示意图[16]Fig. 1 Schematic diagram of the three-dimensional structureof soybean (Glycine max ) lipoxygenase-1[16].胡廷章等: 植物脂肪氧化酶的研究进展34 脂肪氧化酶的催化反应在植物的发育过程中, 细胞内脂肪的成分常常发生改变。