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果胶是一种结构性多聚糖,也是植物细胞壁的主要成分。果胶裂解酶(PL)则是一类通过β-反式消除作用切割α-1,4-糖苷键,降解去甲酯化果胶产生寡聚糖的酶类。PL的研究将有助于了解植物细胞壁的代谢网络并促进其在食品、造纸、纺织和生物能源等行业中的工业化应用。本文总结了30年来植物果胶裂解酶基因(PL)的鉴定及功能研究的进展情况,归纳了PL在植物生长发育、花器官发育、果实成熟软化、植物与病原微生物的相互作用以及过敏性反应中的生物学功能,并对PL的未来研究进行了展望。 相似文献
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为探究细胞壁果胶对Cd胁迫的响应机理,通过盆栽实验研究了不同镉（Cd）浓度（0、25、50、75、100、200 mg·kg-1）对伴矿景天细胞壁果胶含量、果胶甲酯酶（PME）活性、细胞壁果胶半乳糖醛酸含量和Cd含量的影响。结果表明,随着Cd处理浓度的增加,伴矿景天地上部和根部细胞壁螯合态果胶、碱性果胶含量均在Cd处理浓度为100 mg·kg-1时最大,且螯合态果胶含量表现为地上部>根部,碱性果胶含量表现为地上部<根部。地上部细胞壁PME活性和半乳糖醛酸含量在Cd处理浓度为25 mg·kg-1时最大,与对照相比显著增加了 40.4%和 39.2%。Cd胁迫抑制了根部细胞壁 PME活性,Cd处理浓度为 75 mg·kg-1时,伴矿景天地上部和根部 Cd含量最高,与对照相比分别显著增加了58.4倍和70.1倍;螯合态果胶含量和碱性果胶含量与植物Cd含量呈显著正相关;根部的细胞壁果胶半乳糖醛酸含量和螯合态果胶含量呈显著负相关（r=-0.880,P<0.05）。研究发现,伴矿景天通过调整细胞壁果胶半乳糖醛酸含量来改变果胶含量,以增强伴矿景天对Cd的吸收累积。 相似文献
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不同年限设施菜地番茄细胞壁果胶Cd累积的研究 总被引：3，自引：3，他引：0
为探讨不同种植年限和设施菜地番茄细胞壁果胶Cd累积的关系,以种植年限为2年和14年设施菜地番茄为研究对象,测定了不同种植年限下番茄茎、叶细胞壁果胶含量,并对细胞壁果胶含量、果胶甲酯酶(PME)活性与种植年限及Cd累积量之间的相关性进行了分析。结果表明,随着种植年限的增加,番茄植株各器官Cd累积量均有所增加;种植14年设施菜地番茄茎中Cd累积量比种植2年的增加了24.55%,叶片中Cd累积量增加了45.96%;种植14年设施菜地番茄茎细胞壁Cd累积量增加了61.86%,叶片细胞壁Cd累积量增加了57.46%;不同种植年限设施菜地番茄茎和叶细胞壁果胶Cd含量也存在极显著差异(P0.05)。另外,随着种植年限的增加,番茄茎、叶细胞壁果胶含量和PME活性随之升高:与种植2年相比,种植14年设施菜地番茄茎中果胶含量提高了104.51%,叶片果胶含量提高了127.45%;种植14年设施菜地番茄茎中PME活性提高了10.56%,叶片PME活性提高了9.39%。果胶含量及PME活性和细胞壁Cd累积量呈正相关。研究发现不同年限设施菜地土壤全Cd和有效Cd含量有所不同,影响着番茄不同器官果胶含量及PME活性,说明细胞壁果胶在缓解番茄Cd毒害中起着一定的作用。 相似文献
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研究了2个小麦基因型西矮麦1号(耐性)和辐84系(敏感)在铝胁迫下根尖细胞壁果胶甲酯酶(PME)活性的变化及其与根系对铝毒反应的关系.结果表明,30 μmol·L-1 AlCl3处理6 h和24 h后,小麦根系伸长受到了明显的抑制,但辐84系受抑制更为明显.小麦根系0～10 mm根段的铝含量显著高于10～20 mm根段,且辐84系在0～10 mm根段铝含量高于西矮麦1号.铝胁迫下小麦根尖0～10 mm根段细胞壁果胶糖醛酸含量提高,但辐84系不仅果胶糖醛酸含量较高而且提高幅度更为明显.铝处理下,西矮麦1号根尖果胶甲酯酶(PME)活性无明显变化,但辐84系0～10 mm根段PME活性在铝处理6 h后提高,处理24 h则略有下降.敏感基因型根尖细胞壁PME活性高于耐性基因型,在短期胁迫(6 h)下敏感基因型0～10 mm根段细胞壁PME活性明显提高,在24 h时则略有降低;而耐铝基因型没有明显的变化.上述结果显示,辐84系在无铝胁迫下根尖细胞壁果胶甲基酯酶活性较高,而且在短期铝胁迫下果胶含量和果胶甲基酯酶活性提高幅度较大,增加了细胞壁铝的结合位点,导致较多的铝在根尖积累是其根系伸长受铝抑制程度较高的可能原因. 相似文献
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食品加工副产物富含果胶类物质，果胶酶可以将其降解为果胶低聚糖，不仅可以有效控制果胶低聚糖的聚合度及结构，还能实现食品加工副产物废弃资源的再利用，创造新的经济效益。从嗜酸真菌Bispora sp. MEY-1克隆获得一个碳水化合物第8家族的果胶甲酯酶基因Pem8A，将其连接到表达载体pPIC9上，在毕赤酵母 GS115 中实现高效异源表达。对纯化后的重组蛋白PME8A的酶学性质进行测定，发现其最适温度为60 ℃，在55～80 ℃可保持80%以上的酶活；最适pH为3.5，在pH 2.5～5.0范围内维持50%以上的酶活，是真菌来源中少数的嗜酸果胶甲酯酶。用PME8A处理苹果渣、橘皮果胶粗提物后，去甲基化效果明显，使得Achaetomium sp. Xz8来源的内切多聚半乳糖醛酸酶PG8fn酶活分别提高了8.5倍和1倍，表现出很好的协同效应。研究证明果胶甲酯酶PME8A可以应用于从食品加工副产物生产果胶寡糖，为果胶低聚糖的获取提供了新的方法。 相似文献
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长把梨贮藏中多聚半乳糖醛酸酶与果胶甲酯酶的作用 总被引：17，自引：1，他引：17
长把梨在采后贮藏过程中，果肉多聚半乳糖醛酸酶活性迅速提高，同时果肉硬度明显下降，果胶甲酯酶活性变化与硬度的关系不明显，多聚半乳糖醛酸酶活性与呼吸强度和内源乙烯的变化趋势较为一致，而果胶甲酯酶活性在整个贮藏期中由高到低变化较为平缓。果心组织比果肉组织具有更高的多聚半乳糖醛酸酶活性和较高的果胶甲酯酶活性，该两种酶、尤期是多聚半乳糖醛酸酶影响了果实质地及组织的稳固结构。 相似文献
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果胶是细胞壁的重要组成部分,它不仅在细胞之间的连接上起着关键作用,还能维持细胞壁结构稳定和抵御病原的侵害。细胞壁中的果胶甲酯酶抑制剂(pectin methyl ester enzyme inhibitor,简称PMEI)可以调控果胶甲酯酶(pectin methyl ester enzyme,简称PME)对果胶的去甲酯化作用,从而引起细胞壁结构和功能特性的改变。为深入研究PMEI基因家族在烟草生长发育过程中的功能,采用生物信息学方法,在普通烟草基因组中共鉴定出90个PMEI基因家族成员,并对其进行基因结构、系统进化树、蛋白理化性质、保守结构域、表达分析和基因本体(gene ontology,简称GO)分析。结果表明,烟草PMEI基因家族可以分为5个亚家族,在进化树中形成明显不同的分支,同一亚家族中各成员的基因结构、编码蛋白的理化性质及保守域呈现较高的一致性。每个成员都含有由4个反向平行α螺旋组成的PMEI结构域,结构域序列中有4个极为保守的半胱氨酸残基,形成2个二硫键。GO分析结果显示,所有烟草的PMEI蛋白都具有酶抑制活性,大部分成员参与细胞壁的修饰过程。PMEI成员在烟草不同组织中均有表达,其中在茎、叶脉、幼苗叶和幼苗根中的基因表达数较多;第Ⅳ、Ⅴ亚家族成员在幼根、幼叶中表达量较高。研究结果将为烟草PMEI家族的深入研究提供依据,为进一步解析PMEI基因的功能奠定基础。 相似文献
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大白菜果胶甲酯酶基因BrPME1的克隆及特征分析 总被引：4，自引：0，他引：4
【目的】克隆大白菜果胶甲酯酶基因,为进一步探讨果胶代谢在大白菜育性调控中的分子机制提供帮助。【方法】利用cDNA-AFLP技术分析大白菜核雄性不育两用系‘AB02’可育株(msms)和不育株(Msms)花蕾的基因表达谱,在可育株混合花蕾cDNA中扩增出1条特异条带TDF-24,通过RACE技术扩增该基因的cDNA全长序列,采用生物信息学软件分析所克隆基因的编码蛋白特性,利用荧光定量PCR技术分析基因时空表达模式。【结果】该基因编码大白菜果胶甲酯酶(EC 3.1.1.11),被命名为BrPME1(GenBank登录号：HM185497)。BrPME1全长cDNA序列为1 290 bp,编码1个包含363个氨基酸的前体蛋白。BrPME1蛋白N末端1—23位为信号肽,成熟蛋白含有保守的果胶甲酯酶酶活结构域,而不含酶活抑制位点。预测BrPME1蛋白含有10个磷酸化位点、1个酰胺化位点和6个N端豆蔻酰基化位点。BrPME1在两用系不育株花蕾中表达量很低,在可育株的大花蕾以及成熟花药中高水平表达。【结论】BrPME1是一个受大白菜细胞核雄性不育基因抑制的果胶甲酯酶基因家族成员。 相似文献
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研究了果胶甲酯酶、果胶裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶、纤维素复合酶处理烟叶,细胞壁物质降解后,烟叶中果胶的含量与结构以及中性糖比例的变化。结果显示:4种生物酶可以有效降低烟叶中细胞壁类物质的含量,最高降幅可达17.8%;果胶甲酯酶和果胶裂解酶处理后的烟样,果胶的甲酯度显著降低,多聚半乳糖醛酸酶处理后果胶甲酯度略有增大;酶处理后果胶中性糖的含量均比对照样增加,但不同种类酶处理的中性糖比例有区别。果胶裂解酶和纤维素酶处理后,烟叶中性香气物质总量(不含新植二烯)分别提高了24.4%和21.9%。 相似文献
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细胞壁酶活性与甜橙果实质地的相关性研究 总被引：11，自引：0，他引：11
对在中亚热带生态类型的江安罗伯逊脐橙和伏令夏橙果实生长发育全过程中的果胶甲酯酶(PE)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)与果胶、半纤维素(hemicellulose,HC)、木质素(lignin)等果实质地成分的相关动态变化的研究结果表明:PE、PG和Cx在果实生长发育过程中一直存在,不同种类甜橙的PE、PG活性都以成熟期为转折点;随着PG和PE两种酶活性的增加,果胶物质分解,果实硬度下降,Cx活性对细胞壁中难溶态半纤维素含量影响最大;随着果实的生长发育进程,果实内木质素的含量呈现急剧下降的趋势。 相似文献
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研究从拟南芥(Arabidopsis thaliana)4个果胶甲酯酶基因和2个来自东北农业大学西甜瓜分子育种课题组西瓜转录组数据分析的果胶甲酯酶基因入手,通过BLAST比对方法在葫芦科数据库中鉴定甜瓜(Cucumis melo L.)、西瓜(Citrullus lanatus)果胶甲酯酶同源基因,预测分析其生物信息学.结果表明,各级结构及理化性质与拟南芥果胶甲酯酶基因较为相似,并对其构建系统进化树,建树结果表明,葫芦科各物种间果胶甲酯酶基因家族同源性较高.此外,利用同源克隆方法获得Cla012554基因全长并分析该基因时空表达量,测序结果显示,克隆的Cla012554基因序列与比对序列间总体相似度为95.62％.实时荧光定量PCR分析表明,Cla012554基因在西瓜根、茎、叶和果肉中均表达,其中,茎表达量最高,根表达量最低.同时,Cla012554基因还可能参与西瓜果肉成熟软化.研究为进一步探究葫芦科作物PME基因功能提供重要参考. 相似文献
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哈密大枣在干制过程中几种酶及果胶和纤维素变化的研究 总被引：1，自引：1，他引：0
[目的]以新鲜哈密大枣为原料,探讨干制温度对哈密大枣品质相关酶及指标的影响,为提高干制大枣品质新工艺提供理论依据.[方法]测定干制过程中哈密大枣多聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯酶、纤维素酶活性及果胶与纤维素含量,研究干制过程中哈密大枣品质相关酶及指标的变化趋势.[结果]干制过程中与哈密大枣品质直接相关指标包括多聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶,果胶甲酯酶的活性及果胶和纤维素含量受干制温度的影响较大.[结论]干制温度对果胶和纤维素的含量及酶活性影响显著;多聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯酶、纤维素酶是影响大枣品质的重要酶. 相似文献
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进行了橙汁中果胶甲酯酶(PME)失活的动力学研究.橙汁样品在不同时间内联合使用高压(400MPa,500MPa,600 MPa)和热(25℃,37.5℃,50℃)处理.PME的失活遵循一级动力学模型,保留有耐压酶的残留活性.计算得到的D值分别为600 MPa/50℃和400MPa/25℃下的4.6 min和117.5 min.压力超过500MPa产生足够快的失活速率,从而使本工艺经济可行. 相似文献
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本研究旨在对棉花来源的果胶甲酯酶基因进行克隆和功能分析。通过RACE技术克隆了2个棉花果胶甲酯酶基因的cDNA,命名为GhPME1和GhPME2。序列分析发现:GhPME1和GhPME2的最大开放阅读框分别为1 704和1 752bp,分别编码含有567和582个氨基酸的蛋白质。蛋白质结构预测显示这2个蛋白结构相似,包含PMEI和Pectinesterase结构域。RT-PCR和实时荧光定量PCR结果显示在陆地棉的纤维发育过程中,GhPME1和GhPME2的表达峰值分别在9和4DPA(开花后天数),然后依次降低。而在海岛棉纤维中,这2个基因的表达均呈现逐渐上升的趋势,表达峰值分别出现在开花后24和29DPA。GhPME1和GhPME2在海岛棉和陆地棉棉纤维中的表达差异初步证明该基因家族的功能可能与棉纤维品质相关。 相似文献
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采前喷钙对溶质桃采后贮藏品质及后熟软化的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
采用对白凤桃生长期树冠喷施Ca(NO3)2的方法,研究了采前补钙影响溶质桃采后贮藏品质及后熟软化进程的生理机制.结果表明,喷施10 g/L Ca(NO3)2处理的桃果实果皮、果肉及细胞壁物质中钙含量分别提高了18.8%、17.7%和11.3%,果实硬度提高了7.8%;处理果实呼吸高峰推迟1 d出现,并且果实软化前期的呼吸速率低于对照果实.贮藏过程中,喷钙果实出汁率显著下降,可溶性固形物、可滴定酸含量与对照相比无显著差异(á=0.05).喷钙处理对细胞膜透性和酚类物质的含量没有影响,但显著抑制了采后贮藏过程中脂氧合酶(LOX)和多酚氧化酶的活性.此外,采前喷钙处理显著降低了果实细胞壁共价结合果胶和离子结合果胶的含量,抑制了常温贮藏半纤维素的降解(á=0.05),然而果实细胞壁水溶性果胶和纤维素的变化不受喷钙处理的影响.常温贮藏和冷藏2周后货架期间,喷钙果实的PG活性显著低于对照,PME酶活性则相反(á=0.05).研究认为,采前喷钙对桃采后品质的影响主要体现在提高果实硬度上,喷钙抑制了果实的呼吸作用,细胞壁半纤维素的降解以及LOX、PG酶的活性,影响了细胞壁果胶组分的变化,从而延缓了果实的后熟软化进程. 相似文献
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以不同生长期木枣(Ziziphus jujube Mill.)果实为材料,测定果实纤维素酶(Cx-cellulase)、β-半乳糖苷酶(β-Gal)、果胶甲酯酶(PME)和多聚半乳糖醛酸酶(PG)等4种细胞壁酶的活性,探究其与木枣果实生长发育的相关性。结果表明,在整个生长过程中,Cx-cellulas酶活性相对平稳上升,β-Gal酶活性从全红期到完熟期迅速达到最大值,PME活性从半红期到全红期迅速下降;PG酶活性在完熟期明显升高;推测Cx-cellulase与木枣果实膨大相关,是木枣软化的重要物质之一;PME在启动木枣果实的转色中起作用;β-Gal和PG则在木枣果实成熟期起关键作用。 相似文献
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[目的]探讨不同品种杜鹃花朵花冠离区相关脱落酶活性的变化规律,为杜鹃花期调控和新品种选育提供参考依据.[方法]观测春潮、红精灵、春之舞和神州奇等4个品种杜鹃花朵的自动脱落率,分析其与杜鹃开花过程中花冠离区多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)和β-葡萄糖苷酶活性的关系.[结果]红精灵和春潮的花朵自动脱落率较高,分别为92.280%和88.030%.除神州奇花冠离区的PG活性呈先上升后下降变化趋势外,其余3个品种呈先下降后上升再下降的变化趋势;除春之舞花冠离区的PME活性呈先下降后上升再下降的变化趋势外,其余3个品种呈先上升后下降的变化趋势.盛花期时,红精灵的PG和PME活性较高,分别为0.993 mg/(g·h)和0.069 U/gFW.春潮和红精灵开花过程中,其β-葡萄糖苷酶活性呈上升趋势,春之舞和神州奇的β-葡萄糖苷酶活性呈下降趋势;在开花过程的各时期,红精灵的β-葡萄糖苷酶活性均显著高于其他品种(P<0.05,下同).相关性分析结果表明,PG与PME呈极显著正相关(P<0.01),二者均与自动脱落率呈显著正相关;β-葡萄糖苷酶活性与自动脱落率及PG和PME活性相关不显著(P>0.05).[结论]PG和PME是促使杜鹃花朵脱落的关键酶,β-葡萄糖苷酶在杜鹃花朵脱落过程中也发挥积极作用. 相似文献
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为研究不同贮藏温度下不同品种猕猴桃果实软化过程中细胞壁多糖物质降解特性,以及相关果胶降解酶对猕猴桃果实软化进程的影响,测定25 ℃和4 ℃贮藏过程中徐香、金丽、晚绿猕猴桃果实的硬度、细胞壁多糖物质含量和果胶降解相关酶活性,并对其进行相关性分析。结果表明,3个品种猕猴桃果实软化过程中半纤维素、纤维素和共价型果胶(covalent soluble pectin,CSP)含量不断降低,水溶性果胶(water soluble pectin,WSP)含量不断增加,而离子结合型果胶(ionic soluble pectin,ISP)含量相对稳定。晚绿猕猴桃各细胞壁多糖组分含量变化速度最快,金丽次之,徐香最慢。4 ℃贮藏延缓了猕猴桃果实细胞壁多糖物质的降解。相关性分析结果表明,3个品种猕猴桃果实硬度与WSP含量之间均呈显著(P<0.05)负相关,与CSP、半纤维素、纤维素含量之间呈显著正相关。果胶降解酶活性测定结果显示,25 ℃贮藏前期,晚绿猕猴桃内切多聚半乳糖醛酸酶(endo-polygalacturonase,PG)和β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-Gal)活性显著高于其他两个品种,徐香猕猴桃PG和β-Gal的活性显著低于其他两个品种;4 ℃贮藏前期,晚绿猕猴桃中果胶酸裂解酶(pectate lyase,PL)和α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-L-arabinofuranosidase,α-AF)活性显著高于其他两个品种,徐香猕猴桃中PL和α-AF活性显著低于其他两个品种。25 ℃贮藏条件下,与徐香果实软化显著相关的果胶降解酶是PG和β-Gal;4 ℃贮藏条件下,与徐香果实软化显著相关的果胶酶是α-AF和果胶甲酯酶(pectin methylesterase,PME);与金丽和晚绿果实软化显著相关的果胶酶分别是α-AF和PL。综上所述,软化最快的晚绿猕猴桃细胞壁多糖组分含量变化最快,软化最慢的徐香猕猴桃细胞壁多糖组分含量变化最慢。25 ℃贮藏前期,PG和β-Gal活性在晚绿中最高,在徐香中活性最低;4 ℃贮藏前期,PL和α-AF的活性在晚绿中最高,在徐香中最低。这些果胶酶活性的差异是导致晚绿果实软化较快而徐香果实软化较慢的原因之一。 相似文献