近日,受國(guó)際性學(xué)術(shù)刊物Progress in Lipid Research邀約,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜子精英團(tuán)隊(duì)發(fā)布了題寫“The functions of phospholipases and their hydrolysis products in plant growth, development and stress responses”的具體描述。該綜述系統(tǒng)化講解了綠色植物磷脂酶大家族的蛋白質(zhì)構(gòu)造、底物的非特異、酶活反映的前提和他們的作用機(jī)制,并探討了各磷脂酶在植物的生長(zhǎng)、生長(zhǎng)發(fā)育和挫折回復(fù)中的功效和實(shí)際意義。
細(xì)胞質(zhì)是微生物認(rèn)知自然環(huán)境刺激性的初始部位,不飽和脂肪酸是細(xì)胞質(zhì)的基礎(chǔ)構(gòu)成成份,其水解反應(yīng)會(huì)發(fā)生各種各樣脂類分子結(jié)構(gòu),例如三酰甘油 (FFA)、磷脂酸 (PA)、二酰基凡士林 (DAG)、溶血不飽和脂肪酸和可溶頭頂部官能團(tuán)等。很多研究表明,這種脂類分子結(jié)構(gòu)在植物的生長(zhǎng)、生長(zhǎng)發(fā)育和挫折回復(fù)中激發(fā)著至關(guān)重要的功效。綠色植物磷脂酶可催化反應(yīng)水解反應(yīng)細(xì)胞質(zhì)不飽和脂肪酸,依據(jù)其水解反應(yīng)部位的不一樣可分成磷脂酶A(PLA),磷脂酶C(PLC)和磷脂酶D(PLD)。PLA 裂化凡士林不飽和脂肪酸的 sn-1 和/或 sn-2 部位以釋放出來三酰甘油和溶血不飽和脂肪酸。PLC水解反應(yīng)挨近凡士林一側(cè)的磷酸二酯鍵造成DAG 和基因表達(dá)的頭頂部官能團(tuán),而PLD 則水解反應(yīng)挨近頭頂部官能團(tuán)一側(cè)的磷酸二酯鍵造成 PA 和頭頂部官能團(tuán)(圖 1)。
圖1 綠色植物磷脂酶的種類以及催化反應(yīng)結(jié)構(gòu)域
該具體描述對(duì)綠色植物磷脂酶大家族有關(guān)研究成果開展了全方位詳細(xì)介紹,依據(jù)PLA、PLC和PLD蛋白編碼序列、傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)域、作用機(jī)制、底物非特異和酶活反映規(guī)定及其其生理作用又分成不一樣的亞大家族。擬南芥PLA分成 pPLA?, pPLA??和pPLA???三個(gè)亞大家族。PLC分成非特異性PLC (NPC)和磷脂酰肌醇特異性PLC (PI -PLC),PLD分成PLDα, β, γ, δ, ε and ζ六個(gè)亞大家族。不一樣的磷脂酶在綠色植物的各類體細(xì)胞全過程中激發(fā)著多種多樣功效,如pPLAs的激話造成三酰甘油和溶血糖的造成。在自然環(huán)境要挾標(biāo)準(zhǔn)下(如旱災(zāi)等),pPLAs可以經(jīng)過調(diào)整膜脂中溶血不飽和脂肪酸成分管控植物器官的形狀,如主根數(shù)、葉面薄厚、角果長(zhǎng)短、種籽尺寸等。NPC和PI-PLC均歸屬于PLC大家族,他們管控綠色植物回應(yīng)外部要挾的體制及數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸方式不一樣。NPC關(guān)鍵根據(jù)水解反應(yīng)不飽和脂肪酸后物質(zhì)DAG的成分調(diào)整綠色植物身體內(nèi)糖脂代謝水準(zhǔn)及ABA成分管控出氣孔開啟度來回復(fù)綠色植物少水及鹽脅迫等全過程。PI-PLC則關(guān)鍵根據(jù)水解反應(yīng)磷脂酰肌醇的物質(zhì)IP3的成分調(diào)整植物的生長(zhǎng)和融入各種各樣挫折。PLD是科學(xué)研究最開始且作用體制科學(xué)研究最深入的磷脂酶。PLD可以以多種多樣不飽和脂肪酸為底物,如磷脂酰膽堿(PC)、磷脂酰凡士林(PG)、不飽和脂肪酸酰乙醇胺(PE)及磷脂酰絲氨酸(PS)等(圖1)。其物質(zhì)PA是至關(guān)重要的信號(hào)分子,參加管控綠色植物的多種多樣生理學(xué)生物化學(xué)全過程。近些年研究表明,ZmPLA1和ZmPLD3可以誘發(fā)苞米單倍體產(chǎn)生,在繁育中有關(guān)鍵的運(yùn)用使用價(jià)值,但這兩個(gè)磷脂酶誘發(fā)單倍體的分子結(jié)構(gòu)體制還不清楚。
該具體描述強(qiáng)調(diào),盡管很多研究表明磷脂酶參加了管控綠色植物成長(zhǎng)發(fā)育和挫折回復(fù)有關(guān)的全過程,但其作用機(jī)制的分析等層面仍存有匱乏。充足掌握各磷脂酶的生物化學(xué)特點(diǎn)、時(shí)光表述關(guān)聯(lián)及其脂類分子結(jié)構(gòu)中間的轉(zhuǎn)換關(guān)聯(lián)將有益于深層次分析綠色植物磷脂酶的分子生物學(xué)作用,并推動(dòng)磷脂酶遺傳基因在農(nóng)作物繁育中的運(yùn)用。
【英文摘要】
Cell membranes are the initial site of stimulus perception from environment and phospholipids are the basic and important components of cell membranes. Phospholipases hydrolyze membrane lipids to generate various cellular mediators. These phospholipase-derived products, such as diacylglycerol, phosphatidic acid, inositol phosphates, lysophopsholipids, and free fatty acids, act as second messengers, playing vital roles in signal transduction during plant growth, development, and stress responses. This review focuses on the structure, substrate specificities, reaction requirements, and acting mechanism of several phospholipase families. It will discuss their functional significance in plant growth, development, and stress responses. In addition, it will highlight some critical knowledge gaps in the action mechanism, metabolic and signaling roles of these phospholipases and their products in the context of plant growth, development and stress responses.
畢業(yè)論文連接:https://doi.org/10.1016/j.plipres.2022.101158
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