花生中植物螯合肽pc的研究__本科畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-03 10:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的螯合能力，因此在重金屬的積聚與解毒過(guò)程當(dāng)中起著決定性功能。其機(jī)理是：重金屬離子植物 吸收到體內(nèi)后，與細(xì)胞內(nèi)的 PC 作用構(gòu)成復(fù)合物 ， 而后轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞器 ( 特別是液泡 )，然后區(qū)室化絡(luò)合 ， 降低細(xì)胞質(zhì)中有毒的金屬離子的濃度。 PC 的測(cè)定方法 PC 的測(cè)定方式包含高效液相色譜 氨基酸主動(dòng)分析聯(lián)用法、前衍生反相高效液相色譜熒光檢測(cè)法、電化學(xué)法、 電泳法。其中，柱前衍生液相色譜熒光法的優(yōu)點(diǎn)是能測(cè)定不同種類的 PC，但是衍生試劑難購(gòu)買到，并且衍生過(guò)程復(fù)雜 ； 電化學(xué)法和電泳法可測(cè)定總的 PC，但不能確定不同作物的 PC 的類型 ； 而高效液相色譜 氨基酸自動(dòng)分析聯(lián)用方式難達(dá)成 ； 高靈敏度液相色譜 質(zhì)譜法 ，具有分離率高，可在多肽復(fù)合物測(cè)定 PC 結(jié)構(gòu)鑒定等優(yōu)點(diǎn)，成為 PC 的主要測(cè)定方法。 PC 合成 Salt 等研究者將植物對(duì)金屬的解毒機(jī)制分為生物轉(zhuǎn)化、細(xì)胞修復(fù)作用、區(qū)室化作用、螯合作用這四個(gè)方面。螯合效應(yīng)是指在植物中的 PC 利用高親和力螯合金屬離子，金屬濃度降低后，植物重金屬毒性有所削弱。螯合作用是指植物中的重金屬經(jīng)過(guò)與 PC 這種高親和力物絡(luò)合成螯合物從而使重金屬離子在植物體內(nèi)的濃度降低 ， 削弱其毒性。 PC 的合成需要金屬離子的誘導(dǎo) 2 PC 的合成可被金屬離子激活 ， 因?yàn)槊傅幕钚阅鼙唤饘匐x子誘導(dǎo)。當(dāng)植物組 織液 、細(xì)胞生長(zhǎng)介質(zhì)或酵母培養(yǎng)液中加入微量重金屬元素時(shí) ， 即可誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生少量 PC，其中 Cd2+對(duì) PC 的影響最大。曾有學(xué)者用實(shí)驗(yàn)測(cè)定了金屬離子對(duì) PC 的合成的誘導(dǎo)能力比較 ， 結(jié)果顯示其中 Cd2+對(duì) PC 合成的影響最大，同時(shí) Ni2+、 Cd2+、 Cu2+、 Hg2+、Ag+、 Sn2+、 Zn2+、 Sb3+、 P2+、 Au+均可誘導(dǎo) PC 合成，然而將激活劑金屬離子濃度降低或者是外加金屬螯合劑 ( 例如 EDTA)時(shí)， PC 的合成就會(huì)被迫停止，這說(shuō)明 PC 生物合成需要金屬離子的誘導(dǎo)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明不同金屬對(duì) PC 誘導(dǎo)作用在不同種植物中有 不同的強(qiáng)度。 PC 是以谷胱甘肽 (GSH)為底物的酶促反應(yīng) 關(guān)于 GSH 合成 PC 的過(guò)程，研究者普遍認(rèn)為按一下方式進(jìn)行的： ATP ATP 圖 PC 的生物合成過(guò)程 半胱氨酸： Cys； 谷氨酸： Glu； 甘氨酸： Gly； 谷胱甘肽： GSH 谷胱甘肽酶： GS； γ谷氨酰半胱氨酸合 成酶 ： GCS； 植螯合肽： PC； 植物螯合肽合成酶： PCS 第一步 γGCS 使用 ATP 把 Cys 和 Glu 連接成 γ Glu Cys，再由 ATP 供應(yīng)能量， 谷胱甘肽合成酶（ GS）在 γ谷氨酸 半胱氨酸連接甘氨酸殘基，從而合成一個(gè) γ谷氨酸 半胱氨酸甘氨酸分子即 GSH，植物螯合肽合成酶（植物 chelatin 合成酶， PCS） N端具有有源區(qū)和信號(hào)區(qū)，沒有 Cd2 +的存在時(shí)， C 端檢測(cè)領(lǐng)域不會(huì)觸發(fā)信號(hào)，則 N 端的激活結(jié)構(gòu)域的酶就無(wú)活性 ； 而當(dāng)溶液中有 Cd2+時(shí)，信號(hào)檢測(cè)域感受到 Cd2+，與Cd2+、 Cys 連接構(gòu)成 特別的空間結(jié)構(gòu)，使酶的 N 端區(qū)域擁有催化活性。在這個(gè)地區(qū)，一個(gè)分子的 PC 合酶催化另一種分子 GSH 合成 PC2， PC2 可以繼續(xù)被 GSH 催化，使 Glu+Cys γGluCys+Gly γGCS GSH GS PCS+ Cd2+ PC 3 PC3 進(jìn)一步合成。 PC 對(duì)重金屬的解毒作用 PC 可提高植物對(duì)重金屬的抗性 斯特芬和其他科學(xué)家在 1986 年使番茄品種細(xì)胞用足以致死的濃度處理，獲得了抗 Cd2+的細(xì)胞，獲得的抗性細(xì)胞中，植物螯合肽的累積量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常細(xì)胞， 但隨著 γ谷氨酰半胱氨酸合成酶抑制劑 BSO（丁亞磺酰亞胺）作用于 Cd2+抗性細(xì)胞之后，其又恢復(fù)了對(duì) Cd2+的敏感性，所以他 們認(rèn)為 PC 含量與細(xì)胞對(duì) Cd2+的抗性有關(guān)，做了不同植物的實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果是一樣的。研究人員發(fā)現(xiàn)，吃蘑菇的美味牛肝菌（牛肝菌）通過(guò) PC 螯合 Cd（ Collin 漢森 20xx），當(dāng)線蟲 cepcs3 和煙草耐 Cd 能力改進(jìn)以后，胞漿中 PC／ CD 所占的比重也增加了。許多試驗(yàn)表明，隨著鎘濃度的增加，鎘螯合肽細(xì)胞數(shù)量也增加，高分子螯合肽含量也增加，這些研究表明， PC 可以減輕鎘的毒性作用，越來(lái)越多的研究表明， PC 不僅可以緩解重金屬鎘對(duì)植物的毒性作用還可以提高對(duì)重金屬鎘的抗性。 PC 解除重金屬的毒害作用機(jī)理 植物螯合肽的功能 主要是通過(guò)絡(luò)合重金屬與將重金屬區(qū)室化來(lái)減輕重金屬對(duì)細(xì)胞的毒害，多數(shù)金屬離子都能被 PC 絡(luò)合，但是研究較清楚的是植物螯合肽與金屬Cd 的絡(luò)合機(jī)制，并且日前分離出的 PC 大多是 PCCd 型復(fù)合物。 Howden 等從被 Cd2+誘導(dǎo)的植物中分離出兩種 PCCd 復(fù)合物，一種是硫含量低的PcCd 復(fù)合物和含硫量高的 pCCdS 復(fù)合物，它們均是可溶性化合物，硫含量低的PcCd 是 Cd2+ 的運(yùn)輸載體，大多數(shù)在細(xì)胞質(zhì)中 ； 硫含量高的 pCCdS 是液飽中 Cd 2+存在的主要方式。植物對(duì) Cd2+解毒方法可以分為硫含量低的 PcCd 復(fù)合物的跨液泡膜轉(zhuǎn)運(yùn)、硫離子在液泡中的累積導(dǎo)致的含硫量高的 pCCdS 形成這兩種方式。當(dāng) Cd2+進(jìn)入到細(xì)胞后， PC 合酶與 Cd2+形成硫含量低的 PcCd 復(fù)合物，它在重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白hmtl( heavy metal toleranee)（位于液泡膜上）的幫助下進(jìn)入到液泡里面，接著和液泡中的 Cd2+、硫化物結(jié)合形成毒性較低的
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