水楊酸-3-羥化酶通過調(diào)停水楊酸的分解代謝控制擬南芥葉片壽命-在線瀏覽
2025-02-25 09:28本頁面
【正文】 鹽或者香豆酸經(jīng)過一些列的酶促反應(yīng)涉及到 PAL、苯甲酸 2羥化酶和其他通用酶。在植物中，有兩種 SA 的生物合成途徑： （苯基丙氨酸氨基 裂解酶 ）途徑和 IC（ 異分支酸合成酶 ）途徑。盡管有關(guān) SA 在葉片衰老中所扮演的角色還不是很清楚，但是這里還是有一些事實(shí)能證明 SA的重要作用：在疾病預(yù)防和葉片衰老這兩者似乎分享了 SA的信號傳遞和管理中 某些部件（成分）。 SA 在植物防御功能和超敏反應(yīng)（一種植物快速編程性細(xì)胞死亡的形式）中扮演的角色也已經(jīng)被集中地調(diào)查出來。 這篇文章也提供了一個(gè)強(qiáng)有力的分子基因證據(jù) 關(guān)于 SA 在調(diào)節(jié)葉片衰老的起始和評估（ rate和 onset）中起著重要的作用。 相反的， S3H（突變產(chǎn)生了功能，估計(jì)能分解 SA 和它耦合物的 S3H）列出了一個(gè)現(xiàn)象，包含高水平含量的 2,32 羥基苯甲酸 耦合物 以及極低 水平的 SA和它的耦合物，展示了一個(gè)令人注意的可以延長葉片壽命的能力。 這種酶將 SA（ Km= M）轉(zhuǎn)變?yōu)?2,32羥基苯甲酸和 2,52羥基苯甲酸在試管內(nèi)但是僅僅 2,32 羥基苯甲酸是活潑的（估計(jì)是有活性的）。 我們 在葉片的衰老期中 找到 一種涉及到 SA 的異化分解的物質(zhì) — 水楊酸 3羥化酶，并在這篇文章中報(bào)道該 酶 鑒定方法和特性描述 。水楊酸 3羥化酶 通過調(diào)停水楊酸的分解代謝 控制擬南芥葉片壽命 植物激素水楊酸（ SA）在植物的防御機(jī)能、應(yīng)激反應(yīng)和衰老中起著重要的作用。盡管 SA的生物合成（途徑）已經(jīng)被很好的了解了，但是 SA 是以哪種方式被異化分解代謝還是難以捉摸的。 在植物衰老期間， S3H（水楊酸 3羥化酶）可以 通過 SA誘導(dǎo)的 與植物衰老產(chǎn)生聯(lián)系 ， 并且 是 SA標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵部分。 S3H 淘汰的突變體未能產(chǎn)生 2,32羥基苯甲酸糖耦合物 （偶聯(lián)物） ，因此積累了非常高水平的 SA（這里估計(jì)指含量）以及 SA的糖耦合物，然后使植物過早的呈現(xiàn)出衰老的跡象。 這篇文章揭示了一個(gè)簡潔的 SA異化代 謝的機(jī)理 即 植物調(diào)節(jié) SA含量通過將 SA轉(zhuǎn)變?yōu)?2,32羥基苯甲酸來阻止 SA 積累過多。 SA（水楊酸，又稱 2羥基苯甲酸），是一種酚類化合物， 已經(jīng)被人類分析利用其醫(yī)學(xué)價(jià)值200多年了，最近其作為一種植物激素在植物抗病、葉片衰老、開花和生熱作用（產(chǎn)熱機(jī)能）也已經(jīng)被更多的研究開發(fā)出來。 葉片衰老是一種慢速 的編程性細(xì)胞死亡，在這種過程中可以允許植物把衰老細(xì)胞中的營養(yǎng)品釋放并運(yùn)往種子、貯藏器官或者有活性的正在成長的組織。 已經(jīng)有更多的研究來指出 SA 的生物合成。兩種途徑都是使用分支酸的初級代謝產(chǎn)物 。分支酸也能夠被轉(zhuǎn)化為 SA 通過異分支酸在 2 個(gè)步驟的處理下，期間涉及到異分支酸合酶（ ICS）和異分支酸 丙酮酸裂解酶。 在植物中， SA 可能會(huì)經(jīng)歷生物學(xué)相關(guān)的化學(xué) 修飾，比如糖基化、甲基化以及氨基酸配合。這些水楊酸的配糖體會(huì)主動(dòng)地從細(xì)胞液轉(zhuǎn)移到液泡中作為一種不活躍的儲(chǔ)存?zhèn)}庫為以后轉(zhuǎn)化回 SA 做準(zhǔn)備。 氨基酸配合的 SA 可以被追蹤到在被感染的擬南芥中。 SA 在轉(zhuǎn)基因擬南芥中表達(dá)出了細(xì)菌性的水楊酸羥化酶（ NahG基因編碼）被引導(dǎo)轉(zhuǎn)化為鄰苯二酚；這個(gè) NagG轉(zhuǎn)基因植物 因此 被廣泛的應(yīng)用到 涉及 SA 的 植物 防御和衰老的研究中 。在這篇文章中，我們報(bào)道我們的發(fā)現(xiàn)和特性描述關(guān)于獨(dú)一無二的 SA3羥化酶能夠?qū)?SA 轉(zhuǎn)化為 2,32羥基苯甲酸， SA 主要貯藏形式 2,32羥基苯甲酸糖耦合物的前導(dǎo)物以及在 SA 的分解代謝，體內(nèi)平衡以及葉片衰老的調(diào)控起著重要的作用。 在 4g10500是早先被鑒定的作為植物衰老基因關(guān)聯(lián)的基因叫做 SAG108通過我們先前的關(guān)于 葉片衰老的分析在擬南芥中，被發(fā)現(xiàn)其編碼有功能的 S3H在這里被描述。 S3H調(diào)節(jié)植物衰老的起始和過程。這個(gè)序列 包含一個(gè) TDNA插入 S3H的第二個(gè) 外顯子 完全禁止 S3H的表達(dá)在 純合的突變體植物中，這個(gè)現(xiàn)象可以在 RNA印跡中顯示出來。然而， 在初期階段植物即種子發(fā)芽 25 天后發(fā)育表型看起來是正常的。 在 S3H 突變體中，葉片的衰老被加速主要有兩個(gè)方面。在 WT 植物中從葉片頂端到葉柄平均要 ，而 S3H 突變體的葉片僅僅只用 。更早的衰老起始和更快的衰老速度可以在葉片的存活曲線中顯示出來。 相反的，在 WT 植物中，由于花椰菜花葉病毒 35S 的引導(dǎo) （ ） ， S3H 被過度表達(dá)時(shí)，葉片的衰老出現(xiàn)了令人注目的推遲（圖 Figs2DF 和 3A），但是 它的開花期卻沒有變化（ ）。 與 天的 WT 植物和 天的 S3H 相比，在 S3H 超表達(dá)系中需要 天葉端從葉柄衰老。 衰老相關(guān)的基因和防御相關(guān)的基因這兩種基因的表達(dá)在 S3H 中被加快而在 S3HOE 系中被推遲。這個(gè)高含量的特殊衰老的 SAG12 的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物被很清楚的檢測到在 35DAGS3H 突變體和 40DAGWT 植物的葉片中檢測到。 這些數(shù)據(jù)表明 S3H 調(diào)控衰老相關(guān)的基因和涉及到 SA 信號表達(dá)的基因。 采用液相 色譜法分析 WT， s3h和 S3HOE系中年輕和正在衰老植物的代謝產(chǎn)物。 游離水楊酸的含量在年輕的或者正在衰老的 S3H突變體葉片中為
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