理论教育 多酚氧化酶导论:PPO功能及其与光合作用的关系

多酚氧化酶导论:PPO功能及其与光合作用的关系

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:PPO是一种拥有许多可能性的神秘的酶,能被确定的功能非常少。令人困惑的是,相关数据表明,PPO既对植物体有利,同时又与增加氧化损伤的风险密切相关。相关证据表明,PPO可以在不同植物物种中扮演不同的角色,植物中庞大的PPO基因家族,使其角色更为多样化。研究PPO活性与光合作用关系与当下食品供应保障的热点问题显然密切相关。这些分析应确定内源的PPO在非生物逆境条件下促进光合作用的程度。

多酚氧化酶导论:PPO功能及其与光合作用的关系

PPO是一种拥有许多可能性的神秘的酶,能被确定的功能非常少。对PPO的研究已经持续了一个多世纪,并在与该酶相关的生物化学、分子生物学和遗传学方面取得了重大进展。令人困惑的是,相关数据表明,PPO既对植物体有利,同时又与增加氧化损伤的风险密切相关。因涉及类黄酮和酚酸底物,PPO的活性与ROS的非酶清除有关(Apel and Hirt,2004;Parveen and Threadgill et al.,2010),而PPO催化一些次级代谢产物的生成,包括ROS等,因此PPO又可以作为促氧化剂(O'Brien,1991;Thipyapong and Steffens,1997)。PPO还可能介入细胞分化/衰亡的局部效应,造成局部浓度升高,比如在结节上(Webb and Cookson et al.,2013)。相关证据表明,PPO可以在不同植物物种中扮演不同的角色,植物中庞大的PPO基因家族,使其角色更为多样化。弄清楚PPO的一些基本问题,比如在生物体内是作为促氧化剂还是抗氧化剂等,可以增进人们对于该酶的认识,从而可能开发其功能以解决农作物的产量和可持续发展的问题。研究PPO活性与光合作用关系与当下食品供应保障的热点问题显然密切相关。随着全球人口迅速增加,到2050年人口数量有可能达到90亿,进而会带来解决食物稳定供给的迫切需要(Kingston-Smith and Marshall et al.,2013)。迄今为止,对于PPO在光合作用中可能扮演的角色的研究结果依旧模棱两可,这可能是由于焦点主要集中在寻找调控或减缓光合化学的直接效应方面。因此,应重新研究PPO在非生物逆境条件下对光合作用的间接效应。研究方法包括突变体的鉴定(Lee and Winters et al.,2004),通过遗传方法改变PPO组成的植株(Sullivan and Hatfield et al.,2004;Webb and Cookson et al.,2013;Araji and Grammer et al.,2014),通过体外克隆的方法继续鉴定PPO对酚类化合物生物合成过程中所起的一些未知的催化功能(Sullivan and Zarnowski,2010),以及通过一些常规方法分析代谢变化,以寻找PPO的一些未知功能的隐含机制。这些分析应确定内源的PPO在非生物逆境条件下促进光合作用的程度。同时通过揭示PPO酶活的增加是否是叶片的重要特征,从而在植物育种过程中,采取相应方法以增加作物产量。PPO单酚酶和二酚酶活性的模型为我们详细理解酶反应的分子结构细节提供了额外的切入点,揭示PPO基因调节的复杂特点对该领域研究依然是一个巨大的挑战。此外,对于食品工业,在防止酶促褐变的同时,仍需考虑食品安全市场管理规定、经处理过的产品适销性以及加工成本的问题。(www.daowen.com)

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈