植物发病有关的酶类
十字花科植物中黑芥子酶的研究进展
十字花科植物中黑芥子酶的研究进展孙艳伟;张泽生;王田心;李雨蒙;秦程广【摘要】Myrosinase exists in cruciferous plants extensively and it catalyses the hydrolysis of glucosinolates. The myrosinase-mediated breakdown products of glucosinolates have been considered as promising compounds for fighting cancer, which has attracted much attention. In this review, myrosinase was firstly overviewed, in-cluding its distribution, structure, activity and so on. Then an introduction was made on the methods of myrosi-nase extraction and myrosinase activity array, followed by outlooks of its application and future direction in the research.%黑芥子酶是一种存在于十字花科植物中用以水解硫代葡萄糖苷的酶,且水解产物因具有抗癌作用而受到广泛关注.对黑芥子酶的分布、结构及活性等方面进行了概述,着重介绍了十字花科植物中黑芥子酶的提取及活性测定方法,并简述了黑芥子酶的应用.【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2017(038)011【总页数】5页(P216-220)【关键词】十字花科植物;黑芥子酶;硫代葡萄糖苷;研究进展【作者】孙艳伟;张泽生;王田心;李雨蒙;秦程广【作者单位】天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津 300457;天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津 300457;天津科技大学食品工程与生物技术学院食品营养与安全教育部重点实验室,天津 300457;天津食品安全低碳制造协同创新中心,天津 300457;天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津 300457;天津科技大学食品工程与生物技术学院食品营养与安全教育部重点实验室,天津 300457;天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津 300457;天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津 300457【正文语种】中文随着人们生活水平的提高，居民膳食结构中高糖、高脂食品摄入逐渐增多，过多的能量摄入可能导致癌症、动脉硬化等慢性病的发生，因此近年来防癌抗癌及慢性病防治一直是医学界及营养界的研究热点。
植物病原菌对植物的侵染机制与防治
植物病原菌对植物的侵染机制与防治植物病原菌是一类能够引起植物病害的微生物，包括细菌、真菌、病毒等。
这些病原体会进入植物体内，利用其组织和营养，导致植物生长发育异常，直至死亡。
对于植物病害的防治，了解病原菌的侵染机制是至关重要的。
一、病原菌侵染机制1、入侵途径：病原菌进入植物体内通常有三种方式，即直接侵入、通过阳性散布、利用植物体表面的伤口等。
不同的病原菌有不同的侵染途径，直接影响其对植物的感染能力。
2、附着：病原菌在进入植物体内后，需要通过附着于植物的表面结构，如叶面积、细胞壁等，以获得进一步的营养和能源。
3、切断屏障：为了进一步侵染植物体内，病原菌需要突破植物的细胞壁、细胞膜等屏障防线。
此时，病原菌会分泌一些特殊的酶类物质，如纤维素酶、果胶酶等，以破坏植物组织结构。
同时，某些病原体也会释放一些毒素，如细菌毒素、真菌毒素等，对植物细胞产生直接的伤害。
4、感染组织：当病原菌成功突破植物屏障后，其需要定位到适合其生长繁殖的植物组织。
有些病原菌能够感染植物的根系，如水稻纹枯病菌就可以透过根小孔感染进入水稻。
有些病原菌则可以感染植物的茎、叶、花等部位。
5、繁殖传播：病原菌通过利用植物体内的营养和能源，实现自身的繁殖和生长。
这些病原菌会透过形成菌丝、分生孢子、嗜热体等方式进行传播。
此时，病原菌数量逐渐增多，植物体内的损伤也变得越来越显著。
二、植物病原菌的防治1、预防措施：植物病原菌对植物的侵染机制非常复杂，在防治方面也比较难处理。
最好的处理办法是在病原体侵染前进行预防。
植物在生长过程中，需要维持一个适宜的生长环境。
如果环境因素不适宜、植物缺乏养分、植株组织受到损伤等，都会促进病原体进入植物体内。
因此，通过调整栽培方式、添加优质肥料、改良土壤等措施，可以降低植物病害的发病率。
2、治疗措施：植物病原菌的治疗措施通常有三种，即物理治疗、化学治疗和生物治疗。
物理治疗主要通过摄入、灌溉等方式加速病原菌排出，如太阳光、紫外线辐射等。
植物戊糖磷酸途径及其两个关键酶的研究进展
植物学通报 2004, 21 (2): 139￣145Chinese Bulletin of Botany植物戊糖磷酸途径及其两个关键酶的研究进展①黄 骥 王建飞 张红生②（南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室南京210095）摘要戊糖磷酸途径是植物体中糖代谢的重要途径，主要生理功能是产生供还原性生物合成需要的NADPH，可供核酸代谢的磷酸戊糖以及一些中间产物可参与氨基酸合成和脂肪酸合成等。
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是戊糖磷酸途径的两个关键酶，广泛的分布于高等植物的胞质和质体中。
本文综述了植物戊糖磷酸途径及其两个关键酶的分子生物学的研究进展，讨论了该途径在植物生长发育和环境胁迫应答中的作用。
关键词戊糖磷酸途径，葡萄糖-6-磷酸脱氢酶，6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶Advances on Plant Pentose Phosphate Pathwayand Its Key EnzymesHUANG Ji WANG Jian-Fei ZHANG Hong-Sheng②(National Key Laboratory of Crop Genetics & Germplasm Enhancement,Nanjing Agricultural University, Nanjing210095)Abstract The pentose phosphate pathway in plant is a very important metabolic pathway which supplies the major sources of reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) and the ribulose 5-phosphate, ribose 5-phosphate and erythrose 5-phosphate involved in synthesis of nucleotides, aromatic amino acids and fatty acids in non-photosynthetic tissues. This paper mainly reviews the advances of research on plant pentose phosphate pathway and its key enzymes: glu-cose-6-phosphate dehydrogenase and 6-phosphogluconate dehydrogenase. Its possible functions involved in plant development or responding to environmental stresses are discussed.Key words Pentose phosphate pathway, Glucose-6-phosphate dehydrogenase, 6-phosphogluc-onate dehydrogenase戊糖磷酸途径（pentose phosphate pathway, PPP）是植物体中糖代谢的重要途径，其主要生理功能是产生供还原性生物合成需要的NADPH以及可供核酸代谢的磷酸戊糖，一些中间产物则可参与氨基酸合成和脂肪酸合成等。
超氧化物歧化酶(sod)
超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶广泛存在于动物、植物、微生物体内，它能够专一性地清除生物氧化过程中产生的超氧化物自由基，是生物抗氧化系统的重要酶类之一。
1、作为药用酶、保健食品：人的机体内由于各种原因而产生的过量的自由基、特别是超氧阴离子自由基(O2-．)，它对人体内的多种疾病都有关系。
如炎症、放射性疾病、自身免疫性疾病、肿瘤以及衰老等，所以SOD对治疗自身免疫性疾病如红斑狼疮、风湿类风湿关节炎、肺气肿、心脑血管疾病、延缓衰老等方面都有明显的效果。
通过适当的途径对人体补充适量的SOD对延缓衰老能达到很满足的效果。
现在美国等国为延缓衰老广泛掀起了注射SOD的狂潮，而SOD的售价甚至超过黄金的价格(美国FDA于1998年批准使用SOD)。
作为药用酶在美国、德国、澳大利亚等海内已有产品出售，商品名称为oigotal oimie oitocetn pdlOCeirt pdvciFlOm等，在我国也有超氧化物歧化酶注射剂的生产。
我们生产的药用SOD的酶比活在3000u ／mg以上，在一4℃冰柜里可保存二年。
2、作为化妆品的添加剂：英国人类基因研究委员会的科学家哈里斯博士指出“科学家过去以为衰老过程是由人体的生物中所预设，但根据基因研究所显示，人体衰老主要是人体的保养及修补系统缺陷”。
英国科学家Hacman則认为人体衰老的主要原凶就是自由基(Fvet)。
在正常情况下，自由基由产生到清除，是处于平衡状态。
由于年龄的增长，自由基逐渐增多，它和人体的蛋白质、核酸、免疫细胞相结合，导致器管老化，免疫力下降。
过氧自由基就通过各种渠道，损害机体，如氧自由基能引起脂质过氧化，过氧脂质与蛋白质交联，产生不溶性蛋白质。
这种变化以结缔组织中胶原蛋白最明显，它能导致胶原变粗，长度缩短，使皮肤失去膨胀力，即所渭皱纹。
此外，过氧化脂质在氧化酶的作用下，能分解成丙二醛等并与邻脂酰乙醇胺之交联生成黄色色素，然后再与蛋白质、核酸等物质形成紫褐色质，即所谓老年斑。
酯酶知识
4.4.4 催化合成磷脂
溶血磷脂具有重要的生理功能，并被作为良好 的乳化剂广泛用于食品、医药和化妆品中。
溶血磷脂的脂肪酸，可经酶促合成方法转到溶 血磷脂中。一般是利用sn-1、sn-3位置专一性 脂肪酶通过醇解和转酯方式合成溶血磷脂，其 中将长链多不饱和脂肪酸转入溶血磷脂中。
磷脂酶用来将鱼油中的多不饱和脂肪酸掺入磷 脂中，改善其营养价值。
（1）脂肪酶催化酯化反应
脂肪酶催化PUFA与甘油之间发生酯化反 应，生成单甘酯（14%，含27%EPA和 50%DHA），双甘酯（43%，含25%EPA 和50%DHA）和三甘酯（37%，含 25%EPA和50%DHA）。
（2）脂肪酶催化转酯反应
植物油、鱼油和其他油与富含PUFA的脂肪酸、 酰基酯发生转酯反应，将EPA或DHA、g-亚油 酸等整合到几种植物油（低介酸菜子油、花生 油、高油酸向日葵油、大豆油，玻璃苣油）， 三辛酰甘酯和三癸酰甘酯等中，也可部分水解 后再酰化来提高天然鱼油中PUFA含量。利用 1,3位置专一性酶，可将EPA整合到短链和中链 三甘酰中，催化生产富含PUFA的结构化脂质。
特异性酯酶
分为醇特异性和酸特异性 醇可以是一元醇或多元醇、脂肪族醇或
芳香族醇； 酸可以是有机酸或无机酸。如羧酸酯水
解酶中有磷脂酶、叶绿素酶、乙Байду номын сангаас胆碱 酯酶、果胶酯酶等。
特异性脂酶
酰基甘油专一性 优先水解相对分子 质量不同的三酰基甘油。
位置专一性酶 包括1,3位置专一、和 单一位置专一性酶。
酶法生产单甘酯的方法
甘油与酸、烷基酯相互作用发生直接酯化或转 酯化。
利用甘油和油酸或油酸乙酯生产单油酸甘油酯； 三酰甘油部分醇解和甘油解；利用三棕榈酰甘 油酯生产单棕榈酰甘油酯。
植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶
植物生理学通讯第43卷第4期,2007年8月779植物萜类化合物的天然合成途径及其相关合酶张长波,孙红霞,巩中军,祝增荣水稻生物学国家重点实验室,浙江大学昆虫科学研究所,杭州310029PlantTerpenoidNaturalMetabolismPathwaysandTheirSynthasesZHANGChang-Bo,SUNHong-Xia,GONGZhong-Jun,ZHUZeng-Rong’StateKeylaboratoryofRiceBiology,InstituteofInsectSciences,ZhejiangUniversity,Hangzhou310029,China提要:文章概述植物萜类次生代谢产物的生物代谢途径及与其相关关键酶的研究进展.关键词:萜类化合物:生物合成途径;合酶萜类化合物(terpenoids)是植物次生代谢产物中最大的一个家族,在自然界中广泛分布,由异戊二烯(isoprene,C)单元组成的化合物及其衍生物,按碳原子的数目可以分为单萜(C,.),倍半萜(C.5),二萜(C2o),三萜(C3o)和多萜等.由于多数萜类化合物分子中具有不同的碳环数,因此又可分为链萜,单环萜,双环萜和三环萜等.萜类化合物在植物与其生境的互作中发挥作用:(1)植物对植食性昆虫的直接与间接防御反应,直接防御反应中可以作为毒素,取食或产卵干扰素;植物在受到植食性昆虫攻击后会释放一些挥发性萜类吸引天敌,从而形成其对攻击者的间接防御反应.(2)增强植物抗病能力,植物倍半萜抗毒素如脱氧.6.甲氧基棉酚等对真菌有显着的抑制作用.(3)化感作用,如植物释放某些物质抑制其他植物种子萌发及幼苗生长的异株克生现象,调节群体密度,影响种群格局和群落演替的自毒作用.(4)与其他生物种群的互利关系,如诱导昆虫授粉,产卵,寄主定向等.萜类化合物已广泛应用于
植物细胞色素P450酶系的研究进展及其与外来物质的关系
植物细胞色素P450酶系的研究进展及其与外来物质的关系Ξ刘 宛 李培军 周启星 许华夏 孙铁珩 张春桂(中国科学院沈阳应用生态研究所痕量物质生态过程开放实验室,沈阳110015)摘 要 植物细胞色素P450是分子量为40—60K D 、结构类似的一类血红素2硫铁蛋白。
它以可溶性和膜结合两种形态存在于植物细胞内,可催化多种化学反应,在防御植物免受有害物质侵害方面具有重要作用。
目前已克隆90多个植物细胞色素P450基因。
本文概述了植物P450基因表达调控与环境、发育、组织特异性关系的研究进展。
认为植物P450同工酶在环境毒物生物修复和在抗外源毒素的转基因植物方面具有很高的应用前景。
关键词 植物 细胞色素P450 基因克隆 外来物质The research progress of plant cytochrome P450enzymes and their relationship with xenobioticsLiu wan Li Peijun Zhou Qixing Xu Huaxia Sun Tieheng Zhang Chungui(Laboratory of Ecological Process of Trace Substances in Terrestrial Ecosystems ,Institute of Applied Ecology ,Chinese Academy of Sciences ,Shenyang 110016)Abstract Plant cytochromes P450enzymes are a diverse array of heme 2thiolate proteins with similar structure in the range of molecular weight 40to 60KD.They are found in vari 2ous subcellular locations in soluble and membrane 2bound forms and play an important role in preventing the plants from injury of harmful substances by catalyzing many kinds of reaction.At present ,more than 90genes for cytochromes P450in plants are cloned.The research progress of expression of plant P450gene family is discussed in relation to regulation in re 2sponse to environmental and developmental cues and tissue location.It is thought that the application prospectives for the bioremediation of environmental toxicants by plant P450isozymes and for expressing these P450s in transgenic plants with anti 2exotoxicants are high.K ey w ords plant ;cytochrome P450;gene clone ;xenobiotics 随着科学技术的进步和工业的发展,有机化学品的生产量不断增加。
植物生理学教学中关于几处合酶与合成酶的辨析
植物生理学教学中关于几处合酶与合成酶的辨析作者：王征宏来源：《教育教学论坛》2016年第39期摘要：合酶与合成酶属于两类不同的酶，因其名字只相差一个字，目前许多国内的植物生理学教科书出现了命名的混乱，这种状况不但使青年教师教学时感到迷惑，更使学生无所适从，有必要进行澄清。
本文就植物生理学教材中出现的几处关于合酶的命名加以辨析，供同行和同学们参考。
关键词：合酶；合成酶；辨析中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）39-0237-02植物中的各种代谢反应均是由酶催化完成的，合酶（synthase）与合成酶（synthetase）属于性质完全不同的两类酶，因其命名上只相差了一个字，所以经常出现命名混淆的现象。
根据国际生物化学学会对酶命名的原则，合酶属于裂合酶（lyases）类，该类酶主要催化底物非水解方式的断裂作用，从底物上去掉一个基团在其分子或原子团上留下双键，或其逆反应，在双键处加入某基团；而合成酶又称为连接酶（ligases）类，该类酶在水解腺苷三磷酸（ATP）为腺苷二磷酸（ADP）与正磷酸或腺苷单磷酸（AMP）与焦磷酸时，偶联两个底物使两种物质合成为一种物质，新合成的化合物常具有基团转移势能，因此合成酶催化反应的突出特点是有高能化合物ATP的参与[1]。
目前国内许多不同版本《植物生理学》的教科书中出现了关于此酶命名不一致的问题，这主要是由于概念的混淆从而导致了名词的错译或命名的不统一。
这种状况不仅使青年教师教学时感到迷惑，更使学生无所适从，所以这是一个特别值得注意的问题，有必要将这些名词术语加以规范化，以求达到共识。
鉴于此，本文将关于此酶在目前教科书中出现的命名混乱现象进行澄清。
一、ATP合酶ATP合酶（也被称为F1 F0-ATP酶）是生物体内一种最主要的能量转换装置。
关于ATP 合酶的命名，在我们目前所用的植物生理学教材中存在较严重的命名混乱，下面我们对这一酶的命名做以辨析。
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酚类代谢相关酶在植物抗病中的作用姓名：刘立娟学号：学院：环资学院专业：植物营养学摘要：病原生物侵染植物体后，寄主植物体内的次生代谢发生转变，酚类化合物作为重要的次生代谢物质，与植物的抗病性有紧密的关系。
而酚类代谢相关酶（苯丙氨酸解氨酶PAL、多酚氧化酶PPO、过氧化物酶POD）在酚类化合物的合成和氧化进程中起着重要的作用。
通过阅读文献，分析了酚类代谢相关酶在植物抗病中的作用，总结如下。
关键词：病原生物苯丙氨酸解氨酶多酚氧化酶过氧化物酶Abstract:The secondary metabolism changes when pathogenic organism infect compounds are the important secondary metabolic substances,which have closed relationship with disease resistance of the enzymes related with phenolic metabolism(Phenylalanine ammonia-lyase, peroxidase, polyphenol oxidase) play important roles in synthesis and oxidation of phenolic are conclusions as follow by reading books about the function of phenolic substances in the process of disease resistance.Key works:pathogenic organism, Phenylalanine ammonia-lyase, peroxidase, polyphenol oxidase植物在整个生长发育进程中，常常受到各类潜在的病原生物侵染或逆境的阻碍（如盐碱、高温、重金属离子和干旱等等环境中的物理和化学因子）。
在植物和病原生物彼此作用的进程中，寄主植物体内代谢常常会发生转变，其中酚类化合物次生代谢转变是寄主植物代谢转变中显著的，而酚类化合物的合成和氧化与苯丙氨酸解氨酶PAL、多酚氧化酶PPO、过氧化物酶POD这三种酶有着紧密的关系。
进而大量研究从此入手，对苯丙氨酸解氨酶PAL、多酚氧化酶PPO、过氧化物酶POD进行分析，从而得出植物抗病进程中各类酶的转变及抗病中的作用，从而提高植物的抗病功能。
一、酚类化合物的合成及在抗病中的作用酚类化合物是氧化磷酸化的解偶联剂，由碳水化合物代谢衍生而来，称为次生植物物质(secondary plant substance)，是木质素的合成前体。
（一）酚类化合物的合成途径L-苯丙氨酸→反式肉桂酸→对香豆酸→咖啡酸→阿魏酸→芥子酸，为木质素合成提供前体。
酚类化合物也可经乙酸合成途径合成。
（二）酚类化合物在抗病中的作用酚类化合物是植物体内重要的次生代谢产物，包括单酚类、香豆素类、类黄酮类及复杂的酚类衍生物如单宁。
酚类化合物在病菌侵染植物后，迅速的合成与积存，与植物的抗病性有紧密的关系，因为在非氧化状态下，酚类物质能够抑制真菌孢子的萌生、菌丝生长和孢子的产生，另外还能够钝化真菌分泌的一些酶。
二、酚类代谢相关酶在抗病中的作用酚类化合物对植物的抗病性有重要的作用，与之相关的酚类合成酶—苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)和酚类氧化酶-过氧化物酶(peroxidase,POD)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)在酚类化合物的合成和氧化进程中那么起着重要的作用，对植物体的生长、抗病害和抗胁迫等也起重要的调控功能。
大量研究分析了，抗病植物与感病植物在培育进程中PAL、POD、PPO在寄主植物中的活性转变，尽管培育的植物不同，但三种酶的活性转变规律相似，在病原生物侵染寄主植物进程中，抗病植物较感病植物的PAL、POD、PPO活性高，且在一按时期内，抗病寄主植物体内PAL、POD、PPO三种酶活性都有至少一个波峰。
在研究PAL、POD、PPO三种酶的功能中，通过测定植物体内物质的转变来总结了三种酶在植物抗病中的作用。
（一）苯丙氨酸解氨酶PAL的作用苯丙氨酸解氨酶PAL是联系低级代谢和次级代谢的关键酶，它能将芳香化合物中的碳转向苯丙烷代谢物的合成，是苯丙烷类代谢途径红的关键酶和限速酶。
PAL能催化L-苯丙氨酸经由非氧化脱氨反映，生成反式-肉桂酸和氨，是苯丙烷代谢的首步反映。
由此进人苯丙烷代谢途径，可生成香豆酸、阿魏酸、芥子酸等中间产物，这些化合物进一步可转化为香豆素、绿原酸，也可形成苯丙烷酸CoA脂，再进一步代谢转化为一系列苯丙素类化合物，如黄酮体、木质素和生物碱等。
PAL间接地和多种酚类物质的合成有关，包括合成细胞壁聚合物。
由于该途径中的中间代谢产物如分类物质和终产物如木质素等于植物防御病原菌侵染有关。
（二）过氧化物酶POD的作用POD普遍存在于细菌、真菌、植物和动物体中。
它们一起的特点是能够以H2O2或氢过氧化物类似物作为氧化剂生成水。
植物POD具有多种生理功能，如从叶绿体和细胞质中去除H2O2、氧化有毒化合物、合成细胞壁、对各类胁迫的应急、吲哚-3-乙酸的调控、乙烯的生物合成等。
参与了植物酚类的聚合和氧化和木质素和植保素的合成。
从而对植物抗病性起到必然作用。
（三）多酚氧化酶PPO的作用研究结果说明：植物感病后，PPO活性提高，与植物抗性的取得呈现明显的相关性。
PPO能够催化木质素及其他酚类氧化物的形成，组成爱惜性屏蔽而抗击病菌的入侵。
PPO催化形成的o-醌具有毒性，课直接起到抗病作用，抑制细菌繁衍，而且醌通过修饰亲核氨基酸降低植物蛋白的营养价值，形成营养基质，直接地质昆虫和病原体。
O-醌次生反映产生黑色素季节组织感染的扩散。
有研究说明，番茄的具腺毛状体中含有大量的PPO，其氧化毛状体的分泌出的物质变硬能捕捉小昆虫。
三、总结植物受到病原侵染后，通常在形态结构与生理代谢等方面发生一系列转变。
抗病性表现为形成形态结构屏障，氧化酶活性增强，组织局部坏死，抑制物质产生，这些物质包括植保素、木质素、抗病蛋白、酚类及醌类物质。
植物抗病反映与其体内苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性直接相关。
PAL是酚类物质及木质素等抗菌物质合成进程中最关键的酶；POD及其同工酶在H2O2清除、木质素及酚类物质合成等进程中起重要作用；PPO要紧参与酚类氧化，是钝化病原物的呼吸酶，仍是木质素前体的聚合，增进细胞壁木质化。
因此，植物细胞内的PAL、PPO和POD活性水平可作为植物抗病性的生理指标。
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