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1、植物学通报2005,22(2):215~222ChineseBulletinofBotany专题介绍植物多酚氧化酶的研究进展①王曼玲胡中立周明全宋运淳(武汉大学生命科学学院植物发育生物学教育部重点实验室武汉430072)摘要多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO)是一类普遍存在于植物、真菌和昆虫质体中，由核基因编码,能与铜相结合的金属蛋白酶。它能分别催化单酚羟基和二羟基酚氧化为O-二酚和O-醌。植物多酚氧化酶是许多果蔬等农产品酶促褐变的主要原因,同时它在植物的光合作用、抗病虫害、生长发育以及花色
2、的形成中起一定作用。本文综述了植物多酚氧化酶在细胞学、分子遗传学及其生产应用等方面的研究进展。关键词多酚氧化酶,亚细胞定位,基因表达,功能,进化AdvancesinResearchofPolyphenolOxidaseinPlants①WANGMan-LingHUZhong-LiZHOUMing-QuanSONGYun-Chun(KeyLaboratoryofMinistryofEducationforPlantDevelopmentalBiology,WuhanUniversity,Wuhan430072)A
3、bstractPolyphenoloxidase(PPO)isaubiquitouscoppermetalloproteinintheplastidsofmanyplants,fungiandinsects.Itcatalyzes2distinctreactions:thehydroxylationofmonophenolstoo-diphenolsandthedehydrogenationofo-dihydroxyphenolstoo-quinones.Itisbelievedtobetheprimaryre
4、sponseforthedeleteriousbrowningofmanyfruitsandvegetablesandisthoughttobeinvolvedinplantphotosynthesis,plant-pestinteractions,growthanddevelopment,andflowercoloration.Thepresentreviewattemptstohighlighttherecentadvancesinresearchofpolyphenoloxidaseincellulara
5、ndmoleculargeneticsandproduction.KeywordsPolyphenoloxidase,Subcellularlocation,Geneexpression,Function,Evolution多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO,EC.在所说的多酚氧化酶一般是儿茶酚氧化酶和1.10.3.1)是植物体内普遍存在的一类铜结合漆酶的统称(贺立红和宾金华,2001)。酶。它早在1895年就被发现，直至1937年1PPO在植物中的分布和定位才被分离得到。随着研究的深入,它
6、被分为单酚单氧化酶(酪氨酸酶tyrosinase,EC.1.14.18.1)、PPO广泛存在于植物体的各种器官或组双酚氧化酶(儿茶酚氧化酶catecholoxidse,织中,一般幼嫩部分含量较多,成熟部分含量较EC.1.10.3.2)和漆酶(laccase,EC.1.10.3.1)。现少。细胞化学和细胞免疫化学分析表明,PPO①通讯作者。Authorforcorrespondence.E-mail:songyc@whu.edu.cn收稿日期：2003-11-05接受日期：2004-03-22责任编辑：白羽红21
7、622(2)是一种质体酶,存在于正常细胞的光合组织(如2PPO蛋白酶叶绿体类囊体的囊泡)和非光合组织质体(如马铃薯块茎细胞的造粉体)。2.1PPO的分子结构特点马铃薯、玉米和杂交杨(Populustricho-PPO通常先以无活性的前体形式存在。carpa×Populusdeltoides)等植物在细胞质前体一般由N-端导肽(transitpeptide)、中中合成PPO前体,由Ｎ-端第一段导肽导入叶间高度保守的Cu结合区和C-端疏水区3部分绿体质体基质,然后基质中的金属型内肽酶SSP组成。PPO的Cu结合区是
8、该酶的主要功能切除导肽；如果有光，则由Ｎ-端第二段导区，其他部分则对酶的构象、高级结构的形肽导入类囊体成为成熟的具有潜在酶活性的酶成和维持起作用。蛋白。其中间体与成熟蛋白在质体内的比率N-端导肽是叶绿体蛋白的典型特征，它受植物种类、叶龄、生长条件、光照条件以能指导PPO蛋白质前体进入类囊体膜，保守及质体的发育阶段等多种因素的影响(Sommer性很低。一般由83~97个氨基酸组成，分子e
