近日,受国际性学术刊物Progress in Lipid Research邀约,华中农业大学油菜子精英团队发布了题写“The functions of phospholipases and their hydrolysis products in plant growth, development and stress responses”的具体描述。该综述系统化讲解了绿色植物磷脂酶大家族的蛋白质构造、底物的非特异、酶活反映的前提和他们的作用机制,并探讨了各磷脂酶在植物的生长、生长发育和挫折回复中的功效和实际意义。
细胞质是微生物认知自然环境刺激性的初始部位,不饱和脂肪酸是细胞质的基础构成成份,其水解反应会发生各种各样脂类分子结构,例如三酰甘油 (FFA)、磷脂酸 (PA)、二酰基凡士林 (DAG)、溶血不饱和脂肪酸和可溶头顶部官能团等。很多研究表明,这种脂类分子结构在植物的生长、生长发育和挫折回复中激发着至关重要的功效。绿色植物磷脂酶可催化反应水解反应细胞质不饱和脂肪酸,依据其水解反应部位的不一样可分成磷脂酶A(PLA),磷脂酶C(PLC)和磷脂酶D(PLD)。PLA 裂化凡士林不饱和脂肪酸的 sn-1 和/或 sn-2 部位以释放出来三酰甘油和溶血不饱和脂肪酸。PLC水解反应挨近凡士林一侧的磷酸二酯键造成DAG 和基因表达的头顶部官能团,而PLD 则水解反应挨近头顶部官能团一侧的磷酸二酯键造成 PA 和头顶部官能团(图 1)。
图1 绿色植物磷脂酶的种类以及催化反应结构域
该具体描述对绿色植物磷脂酶大家族有关研究成果开展了全方位详细介绍,依据PLA、PLC和PLD蛋白编码序列、传统结构域、作用机制、底物非特异和酶活反映规定及其其生理作用又分成不一样的亚大家族。拟南芥PLA分成 pPLA?, pPLA??和pPLA???三个亚大家族。PLC分成非特异性PLC (NPC)和磷脂酰肌醇特异性PLC (PI -PLC),PLD分成PLDα, β, γ, δ, ε and ζ六个亚大家族。不一样的磷脂酶在绿色植物的各类体细胞全过程中激发着多种多样功效,如pPLAs的激话造成三酰甘油和溶血糖的造成。在自然环境要挟标准下(如旱灾等),pPLAs可以经过调整膜脂中溶血不饱和脂肪酸成分管控植物器官的形状,如主根数、叶面薄厚、角果长短、种籽尺寸等。NPC和PI-PLC均归属于PLC大家族,他们管控绿色植物回应外部要挟的体制及数据信号传输方式不一样。NPC关键根据水解反应不饱和脂肪酸后物质DAG的成分调整绿色植物身体内糖脂代谢水准及ABA成分管控出气孔开启度来回复绿色植物少水及盐胁迫等全过程。PI-PLC则关键根据水解反应磷脂酰肌醇的物质IP3的成分调整植物的生长和融入各种各样挫折。PLD是科学研究最开始且作用体制科学研究最深入的磷脂酶。PLD可以以多种多样不饱和脂肪酸为底物,如磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰凡士林(PG)、不饱和脂肪酸酰乙醇胺(PE)及磷脂酰丝氨酸(PS)等(图1)。其物质PA是至关重要的信号分子,参加管控绿色植物的多种多样生理学生物化学全过程。近些年研究表明,ZmPLA1和ZmPLD3可以诱发苞米单倍体产生,在繁育中有关键的运用使用价值,但这两个磷脂酶诱发单倍体的分子结构体制还不清楚。
该具体描述强调,尽管很多研究表明磷脂酶参加了管控绿色植物成长发育和挫折回复有关的全过程,但其作用机制的分析等层面仍存有匮乏。充足掌握各磷脂酶的生物化学特点、时光表述关联及其脂类分子结构中间的转换关联将有益于深层次分析绿色植物磷脂酶的分子生物学作用,并推动磷脂酶遗传基因在农作物繁育中的运用。
【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.
毕业论文连接:https://doi.org/10.1016/j.plipres.2022.101158