植物类异戊二烯生物合成相关酶基因研究进展.pdf

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1、第３１卷第４期浙江师范大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．４２００８年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．）Ｄｅｃ．２００８文章编号：１００１-５０５１（２００８）０４-０４６１-０６倡栘植物类异戊二烯生物合成相关酶基因研究进展李莉，高凌云，董越，杨莉（浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华３２１００４）摘要：类异戊二烯化合物是自然界广泛存在的一大类天然化合物，具有重要的生物学功能及经济价值．在植物体内，类异戊二烯化合物的生物合成主要有２条代谢途径：甲羟戊酸（ＭＶＡ）途径和２-甲基-D-赤藓糖

2、醇-４-磷酸（ＭＥＰ）途径．综述了国内外对植物中这２条代谢途径中相关酶基因的功能、分离情况、表达特性，以及２条代谢途径之间中间产物的交换等方面的研究进展．关键词：类异戊二烯化合物；生物合成；甲羟戊酸途径；２-甲基-D-赤藓糖醇４-磷酸途径；植物中图分类号：Ｑ９４３文献标识码：ＡAdvancesofenzymesanditsgenesintheplantisoprenoidsbiosynthesispathwaysＬＩＬｉ，ＧＡＯＬｉｎｙｕｎ，ＤＯＮＧＹｕｅ，ＹＡＮＧＬｉ（CollegeofChemistryandLifeScience，ZhejiangN

3、ormalUniversity，JinhuaZhejiang３２１００４，China）Abstract：Ｉｓｏｐｒｅｎｏｉｄｓａｒｅｔｈｅｌａｒｇｅｓｔａｎｄｔｈｅｍｏｓｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｌｙｖａｒｉｅｄｇｒｏｕｐｓｏｆｎａｔｕｒａｌｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，ｗｈｉｃｈｈａｖｅｍａｎｙｅｓｓｅｎｔｉａｌｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎｐｌａｎｔｓａｎｄｈｉｇｈｅｃｏｎｏｍｉｃｖａｌｕｅ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｔｗｏｄｉｓｔｉｎｃｔｐａｔｈ-ｗａｙｓｏｆｉｓｏｐｒｅｎｏｉｄｓｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐａｔｈｗａｙｓｉｎｐｌａｎｔｓ，ｔｈｅ

4、ｃｌａｓｓｉｃａｌｍｅｖａｌｏｎａｔｅ（ＭＶＡ）ｐａｔｈｗａｙａｎｄｔｈｅｒｅｃｅｎｔｌｙｕｎｖｅｉｌｅｄ２-C-ｍｅｔｈｙｌ-D-ｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ-４-ｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ＭＥＰ）ｐａｔｈｗａｙ．Ｉｔｗａｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｒｅｃｅｎｔｇｅｎｅｔｉｃｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｔｗｏｐａｔｈｗａｙｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｋｅｙｅｎｚｙｍｅｓ，ｇｅｎｅｓ，ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓａｎｄｃｒｏｓｓｔａｌｋ，ｅｔｃ．Keywords：ｉｓｏｐｒｅｎｏｉｄｓ；ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ＭＶＡｐａｔｈｗａｙ；ＭＥＰｐａｔｈｗａｙ；ｐｌａｎｔ植物的

5、次生代谢是植物在长期进化中与环境相互作合色素，植物激素是调控植物生长、发育和防御生物及非用的结果，次生代谢产物在植物提高自身保护和生存竞争生物胁迫的重要物质．此外，部分类异戊二烯化合物还具［１，２］［３］能力、协调与环境的关系上起着十分重要的作用．由有较高的经济价值和重要的药用价值．异戊二烯单元组成的化合物及其衍生物是自然界中分布正因为与人类生命活动密切相关，伴随着分子生物最广泛、结构最复杂的一类次生代谢化合物，迄今已知的学、生物信息学等的飞速发展，近年来有关植物类异戊二［３］类异戊二烯化合物有３００００多种．许多类异戊二烯化烯代谢的研究取得了较大进展，

6、人们对其代谢有了更新的合物参与生物体的生理活动，在植物生长发育、与生境的认识，基本明确了植物中类异戊二烯化合物的主要代谢途［２-４］相互作用中发挥着重要作用．例如，固醇类化合物是植物径、代谢中间产物、关键酶及其基因（见图１）．细胞生物膜的主要成分，叶绿素和类胡萝卜素是重要的光尽管结构与功能均不相同，但绝大多数类异戊二烯生倡收文日期：２００８-０６-１６；修订日期：２００８-０９-０８基金项目：浙江省自然科学基金资助项目（Ｙ３０６４４１）；浙江省科技厅科技计划项目（２００８Ｃ２４００６）作者简介：李莉（１９８４－），女，浙江宁波人，硕士研究生．研究方向：植

7、物生物技术．通讯作者：杨莉４６２浙江师范大学学报（自然科学版）２００８年［５］物合成的前体都是异戊烯基焦磷酸（ＩＰＰ），或其异构体去质子化．目前已从拟南芥、橡胶、水稻和萝卜等植物中３，３-二甲基烯丙基焦磷酸（ＤＭＡＰＰ）．植物体内ＩＰＰ或分离出全长的AACT基因．其中，拟南芥植株中有多个ＤＭＡＰＰ的生物合成存在２条不同的代谢途径：一条是位AACT基因，以基因家族形式存在；而萝卜中AACT基因是于细胞质中的甲羟戊酸（ＭＶＡ）途径，另一条是位于质体以单拷贝形式存在，为组成型表达，且在子叶中表达受光［３］［６］中的２-甲基-D-赤藓糖醇-４-磷酸途径（ＭＥＰ）

8、途径．笔者的调控．就国内外对植物中这两条类异戊二烯化合物代谢途径中1．2HMGS