植物防御素研究进展.doc

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1、植物防御素的研究进展重庆师范大学生命科学学院生物科学（师范）专业2009级指导教师摘要：植物防御素是植物体内产生的一类免疫活性物质，分子量小，是由几十个氨基酸组成，富含半胱胺酸、呈碱性、具有复杂三维折叠结构的短肽物质。植物防御素通常在很低的浓度下(10－6mol·L－1)就能表现出广谱抗菌活性，而对大多数的其他动植物无害，它对生物抵御外源病原菌入侵并维持自身生存具有重要意义，随着对植物防御素的深入研究发现植物防御素的作用不仅仅局限于植物免疫，它还可以用来研制新型的杀菌剂或新型的抗生素类药物，并且在动植物抗病基因工程上也发挥

2、着重要作用，因此，植物防御素的研究发展与应用具有十分广泛的前景。关键词：植物防御素；分子结构；生物学活性；作用机理；基因工程上的研究与进展Abstract：Plantdefenseistogenerateaclassofimmuneactivesubstancesinplants，molecularweightissmall，anditiscomposedofdozensofaminoacidsandrichincysteamineacid，alkaline，withcomplex3dshortpeptidefolding

3、structurematerial.Plantdefenseusuallyinverylowconcentrations(10－6mol·L－1)canshowthebroadspectrumantibacterialactivity，andformostoftheotherplantsandanimalsareharmless，ithasbiologicalresistexogenouspathogeninvasionandmaintaintheirownsurvivalsignificance，alongwiththe

4、in－depthstudyofplantdefensefoundthatplantdefenseimmuneeffectsarenotlimitedtoplants，itcanalsobeusedtodevelopnewtypeofbactericideornewantibioticdrugs，andontheanimalandplantdiseaseresistancegeneticengineeringalsoplaysanimportantrole，therefore，researchdevelopmentandap

5、plicationofplantdefensehasverybroadprospects.Keywords：plantdefensins；molecularstructure；biologicalactivities；mechanismofactionGeneticengineeringresearchanddevelopment植物防御素是植物体内产生的一类抗微生物短肽，可在植物特殊的细胞中预先合成并储存于细胞质的颗粒中或被病原微生物诱导临时合成，是机体抵抗微生物侵袭的重要防线，植物防御素通常在很低的浓度下(10－6mo

6、l·L－1)就能表现出广谱抗菌活性，对生物抵御外源病原菌入侵并维持自身生存具有重要意义。1植物防御素的分子结构植物防御素是一类阳离子型多肽，分子量一般在5kDa左右，由45个到54个氨基酸残基组成,其中含有8个保守的半胱氨酸残基，它的三维结构呈小球形，包括1个α－螺旋和3个反平行的β－折叠片层结构，8个半胱氨酸可以形成4对二硫键，二硫键的配对连接方Cys-1-Cys-8,Cys-2-Cys-5,Cys-3-Cys-6，Cys-4-Cys-7,其中3个二硫键形成的位置是处于整条多肽链的疏水核心[1]，从而构成了Cys稳定的β

7、αββ结构模序。通过对各种材料植物防御素的氨基酸序列进行比对，发现它们除了8个保守的半胱氨基酸残基外，其余位置的氨基酸残基均非常不保守，具有较低的同源性。不过植物防御素的高级结构非常相似。2植物防御素的生物学活性植物防御素通常在很低的浓度下就能表现出广谱抗菌活性，在10－6mol·L－1的浓度水平下,就能够抑制一系列植物病原菌的生长,尤其是对丝状真菌具有强烈的活性作用[2],但对人、畜、植物细胞无害。2.1植物防御素的酶抑制剂活性植物防御素具有抑制昆虫α-淀粉酶的活性，并且对真菌和人唾液淀粉酶具有弱的抑制活性，而其对于来自

8、猪胰腺，大麦和细菌的α-淀粉酶无抑制活性。同时也有研究表明植物防御素对胰蛋白酶表现出抑制性。研究人员从一种杀虫植物猪肠豆（Cassiafistula）中分离出来两种植物防御素，其中名为5459的多肽表现出对胰蛋白酶的抑制活性，相反另外一种多肽5144则无该活性[3]。Vulgarin和WCB-AFP两种