1805组Journal Club简报(2015-7-3)

时间:2015-07-03    点击数:

2015年7月3日下午,王梦雨和马君燕两位博士生在组会上分别作了文献报告,具体内容如下:

1. 报告人:王梦雨 题目:ICE1ofPoncirus trifoliatafunctions in coldtolerance by modulating polyamine levels through interacting with argininedecarboxylase

报告内容:枸橘中ICE1基因通过影响精氨酸脱羧酶提高植物体内多胺含量进而加强植物的低温抗性植物体内的ICE1基因是重要的植物低温抗性相关基因,ICE(Inducer of CBF Expression)基因是一种转录激活因子,在低温下被激活,刺激CBF/DREB基因表达,表达的CBF/DREB转录因子再结合CDR基因启动子的CRT/DRE(CCGAC)元件,与其他蛋白(RNA聚合酶等)相互作用,诱导下游一系列冷诱导基因CDR以及在植物寒冷适应中起作用的其他基因的表达,从而提高植物抗寒性。

在这项研究中,研究人员发现从枸橘[Poncirus trifoliata(L.)Raf.]中提取到的ICE基因(PtrICE1)拥有一个MYC识别序列。在转入烟草和柠檬后增强了转基因植株的耐寒力。

利用酵母双杂交筛选,研究人员发现有21种蛋白质与PtrICE1有一定程度的作用,其中包括精氨酸脱羧酶PtADC (arginine decarboxylase) 。低温条件下,转基因植株中的PtADC的转录水平大幅度提高,并伴随着游离态多胺水平的增加。

同时,低温下转基因植株积累的活性氧,包括过氧化氢(H2O2)和自由氧离子(O2-),较正常植株中的含量有减少的趋势,并且在转基因株系中检测到高活性的抗氧化酶,如超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等。

这些结果表明,枸橘中PtrICE1可以通过与PtADC基因相互作用进而调节植株内多胺的水平从而增强了植株的耐寒能力。

2. 报告人:马君燕 题目:EnhancedPolysaccharide Binding and Activity on Linear β-Glucans through Addition ofCarbohydrate-Binding Modules to Either Terminus of a GlucooligosaccharideOxidase

报告内容:碳水化合物氧化酶立体选择性氧化糖和多糖,最近根据此类酶的附属活性(AA)对其进行了分类,此类酶包括葡萄糖-1-氧化酶,纤维二糖脱氢酶和半乳糖-6-氧化酶。科研人员对以上多糖氧化酶的生化特征和产生进行了详细的研究,相对而言,对来自AA7家族的寡糖氧化酶研究较少。来自AA7家族稻帚枝霉属(Sarocladium strictum)CBS346.70的葡寡糖氧化酶(GOOX)是个单结构域的黄素酶,能氧化葡寡糖和木聚寡糖。黄素氧化酶共享一个保守的FAD-结合域,但它们的底物结合域不同。目前的研究表明,GOOX还能氧化植物多糖,包括纤维素、葡甘露糖、β-(1-3,1-4)-葡聚糖和木聚糖,但氧化活力低于寡糖底物。

为了提高GOOX对植物多糖的结合能力和催化活力,尤其是β-葡聚糖。研究人员将不同的碳水化合物结合域(CBM)分别与GOOX的N-端、C-端融合表达,这些CBM为来自热纤维梭属(C.thermocellum)CipA的可以与纤维素结合的A型CtCBM3,来自C.thermocellumCel9D-Cel44A可与β-葡聚糖结合的B 型CtCBM11及与木葡聚糖、葡甘露聚糖和β-葡聚糖结合的B型CtCBM44。随后测定了纯化的酶降解纤维二糖、纤维四糖、纤维六糖的活力,除了GOOX-CtCBM3,融合蛋白对纤维寡糖的降解能力提高了80%。

底物结合实验表明,CtCBM3融合蛋白提高了GOOX对晶体纤维素和可再生无定型纤维素的结合能力,CtCBM11 和CtCBM44提高了GOOX对可溶性多糖(β-葡聚糖、葡甘露糖和木葡聚糖)的亲和力。

酶动力学实验进一步表明,融合蛋白通过提高Kcat增强了其对多糖的降解能力。酶固定化实验表明,将酶固定在纤维素表面,酶不仅有活性而且非常稳定。最后,研究人员对CBM能否提高GOOX对热的稳定性进行了分析,结果表明,CBM并未显著增强GOOX对热的稳定性,微弱的提高来自Linker区。(文/图 王梦雨 马君燕)

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