木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶(XTH)研究进展
2021-12-08王大鹏吕鑫亿闫金国
王大鹏,吕鑫亿,闫金国,黄 姗
(潍坊护理职业学院医学基础部,山东 青州 262500)
木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶(xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase,XTH)是一种细胞壁松弛酶,是植物细胞壁重构过程中的关键酶,高等植物中保留了大量XTH 基因家族(由20~60 个基因组成),其成员以组织、时间及刺激依赖的方式活跃表达,最近研究发现木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶通过响应多种植物激素以及其他环境信号,调控植物生长发育,并在植株形态建成中发挥重要作用。
1 XTH 结构基础
XTHs 属于糖苷水解酶家族GH16。在模式植物拟南芥中已克隆出33 个编码XTH 蛋白家族基因的ORF。XTH 家族的蛋白结构中共同具有一个DEIDFEFLG 的特征结构域,其中包含的氨基酸残基是实现酶促反应的关键。对拟南芥AtXTH22 基因蛋白DEIDFEFLG 基序中的首个谷氨酰胺残基进行定点突变,发现其在AtXTH22 蛋白酶触反应中必不可少。同时发现,催化位点附近的苏氨酸或丝氨酸残基上的N-聚糖对维持酶结构和活性具有重要性,通过定向诱变或酶解的方法去除这段N-聚糖,则大大减少了许多XETs 固有的折叠数量及稳定性。
2 XTH 酶活性
木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶(XTH)基因编码的蛋白质具有潜在的两种不同的催化活性,对木葡聚糖具有完全不同的效应,同时具有木葡聚糖内糖基转移酶活性和木葡聚糖内糖基水解酶活性,可导致链的不可逆性缩短。VaXTH1 酶活性受pH 调节,在pH 为5.8 时具有最大的转移酶活性。同样,研究发现pH在6 以上时,重组杨树XTH 蛋白及旱金莲胚轴XTH 蛋白活性急剧下降。上述研究提示XTH 酶活性可能响应质外体pH 的变化,调控植物生长发育。……
