细胞壁蛋白与寡糖素

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1、细胞壁(cellwall)次生细胞壁、初生细胞壁和中胶层结构示意图细胞壁中的蛋白质(Theproteinsofcellwall)伸展蛋白(Extensin)是植物初生细胞壁中一类富含羟脯氨酸的糖蛋白(hydroxyproline-richglycoproteinERGP)，为英国剑桥大学的Lamport和Northcote于1960年首次发现。同年，美国威斯康星大学的Dougall和Shimbayasi也发表了类似的结果。因猜测这种蛋白质可能与细胞生长时的细胞壁伸展性有关，故Lamport试名之为伸展蛋白。伸展蛋白的结构Lamport在番茄细胞壁中发

2、现了羟脯氨酸—阿拉伯糖苷，并证实了这类糖苷和不被糖基取代的羟脯氨酸在菌藻、苔藓、蕨类和种子植物四大门的多种植物细胞壁中的广泛存在。用酸和胰酶水解番茄细胞壁，得到了5种肽段。其突出特点是都含有五肽段Ser–(Hyp)4。在此基础上，经证实伸展蛋白中半乳糖以α—糖苷键与丝氨酸相联之后，Lamport提出了伸展蛋白由重复的结构单位所组成的设想。图2––1番茄细胞壁中的肽段(带引号者为酪氨酸衍生物)A：Ser––Hyp––Hyp––Hyp––Hyp––Ser––Hyp––Ser––Hyp––Hyp––Hyp––Hyp––(“Tyr”––Tyr)––LysB：S

3、er––Hyp––Hyp––Hyp––Hyp––Ser––Hyp––LysC：Ser––Hyp––Hyp––Hyp––Hyp––Thr––Hyp––Val––Tyr–––LysD：Ser––Hyp––Hyp––Hyp––Hyp––LysE：Ser––Hyp––Hyp––Hyp––Hyp––Val––(“Tyr”––Lys––Lys)伸展蛋白的结构Smith等发展了从完整细胞直接分离纯化伸展蛋白前体的技术，从番茄悬浮培养细胞得到了伸展蛋白前体P1和P2。经氟化氢脱糖、胰酶水解和高效液相层析，得的肽段特点也是都具有五肽段Ser–(Hyp)4。这就进一步支持了

4、Lamport等提出的结构单位的设想。番茄伸展蛋白前体中的肽段P1：H5：Ser—Hyp—Hyp—Hyp—Hyp—Thr—Hyp—Val—Tyr—TysH20：Ser—Hyp—Hyp—Hyp—Hyp—Val—Lys—Pro—Tyr—His—Pro—Thr—Hyp—Val—Tyr—LysP2：H4：Ser—Hyp—Hyp—Hyp—Hyp—Val—Tyr—LysH11：Ser—Hyp—Hyp—Hyp—Hyp—Val—1/2IDT—Lys伸展蛋白的结构Chen和varner建立了胡萝卜伸展蛋白的cDNA克隆和基因组文库。从DNA序列推断出一个有3

5、06个氨基酸残基、富含羟脯氨酸的多肽。其中五肽段Ser-(Hyp)4重复了25次。此后，其它研究组相继在菜豆和牵牛等植物中分离了伸展蛋白的cDNA或基因组克隆，并发现它们所编码的多肽中都有重复出现的Ser-(Pro)4。羟脯氨酸是脯氨酸羟基化的产物，Ser-(Hyp)4是伸展蛋白中重复出现的特征性结构单位，甚至可以说是判别伸展蛋白的绝对必要条件。番茄细胞壁中的肽段A：Ser—Hyp—Hyp—Hyp—Hyp—Ser—Hyp—Ser—Hyp—Hyp—Hyp—Hyp—(“Tyr”—Tyr)—LysB：Ser—Hyp—Hyp—Hyp—Hyp—Ser—Hyp—Ly

6、sC：Ser—Hyp—Hyp—Hyp—Hyp—Thr—Hyp—Val—Tyr—LysD：Ser—Hyp—Hyp—Hyp—Hyp—LysE：Ser—Hyp—Hyp—Hyp—Hyp—Val—(“Tyr”—Lys—Lys)(带引号者为酪氨酸衍生物)伸展蛋白的结构一些研究者发现有些细胞壁蛋白，它们的生化特性与经典的伸展蛋白类似，但却不含Ser-(Hpy)4这一结构单位。如Tierney等在胡萝卜根中发现的、具有13次重复的Pro—Pro—Val/Ile—His—Lys和第4次重复Pro—Pro—Val—Tyr—Thr的壁蛋白P33；Franssen等

7、发现的、含有重复20次的Pro—Pro—His—Glu—lys的根瘤蛋白Nodulin—75；以及Hong等和Averyhart-Fullard等发现的含有多次重复Pro—Pro—Val—Tyr—Lys的大豆细胞壁蛋白。因为这些蛋白质都不含有Ser-(Pro)4而不被认为是伸展蛋白。伸展蛋白的结构李雄彪等从甜菜悬浮培养细胞中纯化到一种细胞壁蛋白P1。根据这种糖蛋白的氨基酸组成、中性糖的种类和含量、免疫学特性、电镜下的形状以及能被伸展蛋白过氧化物酶在体外交联成多聚体等特性，而被确认为伸展蛋白的前体。但是，经胰酶水解后的甜菜P1的肽段序列中却不存在Ser-

8、(Hyp)4。根据甜菜P1的肽段序列，经分析比较胡萝卜P33、Nodulin—7