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番茄乙烯合成酶基因的cDNA克隆及全序列测定

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科学通报 1993年第20期38卷 1907-1910页

作者：曹晓风鲁治滨朱玉贤潘乃穟陈章良北京大学蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室北京100871

乙烯是具有生物活性的最简单的有机分子,作为五大植物激素之一,它控制植物生长的许多过程.在植物体内乙烯的生物合成受到严格的调控,它在植物生长的特定阶段,如果实成熟期间、种子萌发初期、组织器官衰老及脱落期间被诱导产生.许多外界... 详细信息

乙烯是具有生物活性的最简单的有机分子,作为五大植物激素之一,它控制植物生长的许多过程.在植物体内乙烯的生物合成受到严格的调控,它在植物生长的特定阶段,如果实成熟期间、种子萌发初期、组织器官衰老及脱落期间被诱导产生.许多外界因素,如伤害、缺氧、病毒侵染、植物生长素处理以及 Cd^+和 Li^+离子处理等,也能刺激诱导乙烯的生物合成.乙烯的大量生成往往伴随着明显的生理效应。

关键词：乙烯合成酶基因 cDNA序列番茄

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一种高活性乙烯合成酶的鉴定和性质研究

生物学杂志 2021年第4期38卷 54-58页

作者：苏宾宾张佟佟刘海萍天津科技大学生物工程学院天津300457 中国科学院天津工业生物技术研究所化学生物学中心天津300308

通过对不同微生物中乙烯合成酶(EFE)同源基因的筛选,成功获得了一种Neofusicoccum parvum(Np EFE)来源的高活性乙烯合成酶。以pET28a为载体成功实现了这种高活性efe基因在大肠杆菌BL21(DE3)中的异源表达,并且对其纯酶酶学性质进行了研... 详细信息

通过对不同微生物中乙烯合成酶(EFE)同源基因的筛选,成功获得了一种Neofusicoccum parvum(Np EFE)来源的高活性乙烯合成酶。以pET28a为载体成功实现了这种高活性efe基因在大肠杆菌BL21(DE3)中的异源表达,并且对其纯酶酶学性质进行了研究分析。结果显示,该种属乙烯合成酶的酶比活力为(730.7±56.9)U/mg,催化反应最适pH值为7.5。酶动力学研究表明,对底物α-酮戊二酸,其K_(m)为155.7μmol/L,k_(cat)为51.4/min,对底物L-精氨酸,其K_(m)为139.7μmol/L,k_(cat)为53.4/min。与目前研究较为广泛的来源于Pseudomonas syringae(Ps EFE)的乙烯合成酶相比,在较高浓度的底物条件下,Np EFE酶活性约是Ps EFE的2倍,并且表现出较弱的底物抑制作用,这在未来生物乙烯生产的工业化应用中具有很大的潜力。

关键词：乙烯合成酶乙烯底物抑制 α-酮戊二酸依赖酶

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水杨酸对新红星苹果果实乙烯合成酶的影响

果树学报 2002年第2期19卷 83-86页

作者：侯智霞张玉星田志喜河北农业大学园艺学院河北农业大学林学院河北保定071001

0.002～5mmol/L水杨酸(Salicylicacid,SA)处理新红星苹果果肉圆片,可抑制圆片中乙烯合成酶(EFE)的活性;进一步研究表明SA处理可降低圆片中超氧阴离子(O2·)、Fe2+及Fe3+的含量,并且SA处理的果肉圆片中O2·、Fe2+及Fe3+含量水平的变化与... 详细信息

0.002～5mmol/L水杨酸(Salicylicacid,SA)处理新红星苹果果肉圆片,可抑制圆片中乙烯合成酶(EFE)的活性;进一步研究表明SA处理可降低圆片中超氧阴离子(O2·)、Fe2+及Fe3+的含量,并且SA处理的果肉圆片中O2·、Fe2+及Fe3+含量水平的变化与EFE活性的变化有明显的正相关性。试验还探讨了O2·、Fe2+及Fe3+同EFE活性间的关系。研究认为SA降低O2·、Fe2+及Fe3+含量水平是它抑制EFE活性的重要原因。

关键词：水杨酸乙烯合成酶超氧阴离子铁离子新红星苹果果实衰老抑制作用

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高活性和热稳定性乙烯合成酶筛选与性质分析

高活性和热稳定性乙烯合成酶筛选与性质分析

作者：张晨天津科技大学

学位级别：硕士

乙烯是一种重要的化工原料,被广泛用于制造塑料、纤维和其他有机化学品,还用于包装、运输和建筑等各工业领域;此外,乙烯还可以作为信号分子,在植物体内具有调节其萌发,生长,衰老,胁迫反应等。当前,无论是工业领域对乙烯需求量的日益增... 详细信息

乙烯是一种重要的化工原料,被广泛用于制造塑料、纤维和其他有机化学品,还用于包装、运输和建筑等各工业领域;此外,乙烯还可以作为信号分子,在植物体内具有调节其萌发,生长,衰老,胁迫反应等。当前,无论是工业领域对乙烯需求量的日益增加还是调控植物生长代谢,乙烯都具有重要的研究价值。然而,目前乙烯生产主要以石油等原油蒸汽裂解获得,往往伴随着大量的酸性气体,对环境产生危害,也增加了对不可再生资源的消耗。因此,为了减少对化石能源的依赖和对生态环境的保护,需要寻找一条绿色工业化的途径生产乙烯。生物途径生产乙烯,主要是利用乙烯合成酶(ethylene-forming enzyme,EFE)以精氨酸和α-酮戊二酸为底物直接催化生产乙烯,具有产物无污染,易分离等优点,但是现有的乙烯合成酶活性不高且热稳定性较差,限制了工业化应用。本文通过采用同源序列比对,突变体改造等多种策略最终筛选到来源于Streptomyces bottropensis(SbEFE)高活性和热稳定性的乙烯合成酶基因,通过突变体构建,蛋白的诱导表达与纯化,气相色谱法对其酶学性质进行深入分析。与目前文献已报道的Pseudomonas syfingae(PsEFE)相比,SbEFE酶比活是PsEFE的3.23倍,且SbEFE在35℃水浴30 min,仍可保留自身95.73%的活性,而PsEFE在35℃水浴30 min,几乎完全丧失活性;此外,SbEFE的T比PsEFE提高了4.77℃,说明SbEFE的稳定性更好;从动力学参数分析得出,SbEFE催化底物α-酮戊二酸生成乙烯的K值分别是PsEFE的3.7倍,也就是说SbEFE催化α-酮戊二酸生成乙烯的速率要远高于PsEFE。以精氨酸为底物时,PsEFE生成乙烯和生成P5C的K/K值分别是0.92和0.009,前者与后者的比值是102.2,而SbEFE蛋白,对应的该比值是276.1,明显高于PsEFE。表明SbEFE能够催化更多的α-酮戊二酸转化为乙烯,从生产乙烯的角度来说底物的利用效率更高,更适合工业应用。SbEFE的高活性和热稳定性,为深入研究乙烯合成酶的催化机制和应用工艺提供了新的基础。

关键词：乙烯乙烯合成酶 α-酮戊二酸热稳定性

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高活性乙烯合成酶的发现与研究

高活性乙烯合成酶的发现与研究

作者：苏宾宾天津科技大学

学位级别：硕士

乙烯,作为全球上最重要的工业化学品之一。它是各种塑料、橡胶、纺织品以及化学品等工业制品的基本原料,具有巨大的经济价值。新型乙烯生产是利用基因工程、代谢工程等手段将乙烯合成途径引入微生物中,将有机物或者简单无机物如二氧化... 详细信息

乙烯,作为全球上最重要的工业化学品之一。它是各种塑料、橡胶、纺织品以及化学品等工业制品的基本原料,具有巨大的经济价值。新型乙烯生产是利用基因工程、代谢工程等手段将乙烯合成途径引入微生物中,将有机物或者简单无机物如二氧化碳等物质作为生产原料,利用微生物发酵生产合成乙烯。新型乙烯生产方式能耗低、无副产物、乙烯产品纯度高,甚至可以通过光合作用利用二氧化碳将其转化为乙烯,低碳环保。乙烯合成酶（ethylene-formingenzyme,EFE）是在微生物乙烯代谢途径中发挥重要作用的一种蛋白质分子。其中,以丁香假单胞菌Pseudomonas syringae *** PK2（Ps）和指状青霉Penicillium digitatum（Pd）为代表的微生物,是以α-酮戊二酸和精氨酸为底物,通过EFE的催化作用,生产乙烯。为了实现微生物乙烯生产方式的工业化应用,我们选择了一系列来源于不同种属的efe基因,应用分子克隆技术构建重组质粒并利用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）在***21（DE3）中诱导表达蛋白,使用镍离子亲和层析,离子交换层析,分子筛层析三种纯化方法得到高纯度EFE目的蛋白,通过气相色谱法测定比较蛋白活性,发现来源于NeoFusicoccum（Nf）种属的EFE蛋白相对活性最高,为732.0±5.4U/mg。该种属乙烯合成酶催化反应最适pH值为7.5,动力学研究表明,对于底物α-酮戊二酸,其Km为155.7±42.7μmol/L,kcat为51.4±8.5 min-1,对于底物精氨酸,其Km为139.7±32.5μmol/L,kcat 为 53.4±7.6 min-1。为阐述高活性乙烯合成酶的催化机制,揭示其蛋白活性中心与结构的关系,我们采用蒸汽扩散法对筛选到的高活性NfEFE进行结晶,利用Crystallization Screening Kit结晶试剂盒初筛结晶条件并逐步进行优化,成功获得了形状、大小规则的NfEFE晶体。

关键词：乙烯乙烯合成酶活性中心晶体酶学性质

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外力触碰表皮毛诱导乙烯合成酶基因表达

外力触碰表皮毛诱导乙烯合成酶基因表达

中国植物病理学会2019年学术年会

作者：胡净净郭超高文强董金皋周丽宏河北农业大学生命科学学院河北省植物生理与分子病理学重点实验室

表皮毛是植物表皮细胞分化而来的毛状附属物,是植物与外界环境直接接触的屏障,具有减轻外界病原生物侵害、紫外线损伤、机械损伤的作用。拟南芥的表皮毛底部形态类似奶嘴结构,外力触碰时易发生屈曲形变和应力集中,由此可能会引发不同的... 详细信息

表皮毛是植物表皮细胞分化而来的毛状附属物,是植物与外界环境直接接触的屏障,具有减轻外界病原生物侵害、紫外线损伤、机械损伤的作用。拟南芥的表皮毛底部形态类似奶嘴结构,外力触碰时易发生屈曲形变和应力集中,由此可能会引发不同的防御反应。在植物的生长发育过程中,乙烯作为一种应激激素,参与植物的生物应激和非生物应激反应。有研究报道,ACC合成酶（ACS）在乙烯的生物合成途径中发挥重要作用,由一个多基因家族编码,那么,外力触碰拟南芥表皮毛是否会引起其表达变化呢?本研究利用GUS组织化学染色检测外力触碰AtACS5pro:GUS和AtACS7pro:GUS拟南芥植株表皮毛后基因表达变化情况,结果显示触碰表皮毛,诱导ACC合成酶在两种植株表皮毛基部及周围细胞表达。研究结果为进一步探索植物表皮毛抵抗外界生物及非生物刺激的应激反应提供了理论支撑。

关键词：表皮毛乙烯合成酶拟南芥外力触碰

来源： cnki会议评论

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水淹胁迫对甘薯生长和养分分配的影响

植物生理学报 2022年第10期58卷 1864-1872页

作者：王芳宋伟杨松涛乔帅廖安忠谭文芳四川省农业科学院作物研究所成都610066 粮油作物绿色种质创新与遗传改良四川省重点实验室成都610066

水淹胁迫是制约甘薯产量最重要的非生物胁迫之一。然而,甘薯响应水淹胁迫的生理基础及分子机制目前研究较少。以三个对水淹胁迫具有不同敏感性的甘薯栽培品种‘广薯87’、‘川紫薯6号’和‘南薯88’为研究对象,采用盆栽土培方法,进行长... 详细信息

水淹胁迫是制约甘薯产量最重要的非生物胁迫之一。然而,甘薯响应水淹胁迫的生理基础及分子机制目前研究较少。以三个对水淹胁迫具有不同敏感性的甘薯栽培品种‘广薯87’、‘川紫薯6号’和‘南薯88’为研究对象,采用盆栽土培方法,进行长时间水淹和非水淹处理。30 d后统计水淹胁迫对甘薯块根膨大、生物量以及养分氮、磷、钾分配的影响,解析甘薯在水淹胁迫下的生理变化。表型结果显示长时间水淹胁迫能够促进甘薯地上部分的伸长生长,抑制块根的膨大。养分含量测定结果显示,水淹胁迫通过加速氮、磷、钾营养元素向地上部分分配,促进地上部生长进而逃逸水淹胁迫。以已测序的甘薯栽培品种‘泰中6号’进行RT-qPCR分析,结果显示水淹胁迫能够诱导甘薯氮、磷、钾转运体、乙烯合成酶(IbACS1)和淀粉酶(IbAmyase1)的基因表达,提示在水淹胁迫下乙烯、淀粉酶途径以及养分相关的关键基因可能共同参与到甘薯水淹胁迫信号途径,这为进一步深入研究甘薯水淹胁迫的机制提供参考。

关键词：甘薯水淹胁迫养分分配乙烯合成酶淀粉酶

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猕猴桃大帐气调贮藏保鲜的理论与技术

林业科学 1998年第2期34卷 31-36页

作者：王贵禧宗亦臣梁丽松成晓霞中国林业科学研究院林业研究所山东省滨州农业专科学校

在普通果品冷库内，将猕猴桃密封于塑料薄膜大帐内，用分子筛气调机制取氮气来调节大帐内的气体成分，进行猕猴桃的大帐气调贮藏保鲜。结果表明，与冷藏相比，大帐气调贮藏猕猴桃的乙烯合成酶、淀粉酶和多聚半乳糖醛酸酶的活性均低，因... 详细信息

在普通果品冷库内，将猕猴桃密封于塑料薄膜大帐内，用分子筛气调机制取氮气来调节大帐内的气体成分，进行猕猴桃的大帐气调贮藏保鲜。结果表明，与冷藏相比，大帐气调贮藏猕猴桃的乙烯合成酶、淀粉酶和多聚半乳糖醛酸酶的活性均低，因而乙烯的释放量少并较好地保持了果实组织中的淀粉和非水溶性果胶的含量，从而有效地保持了果实的硬度和品质，延长了猕猴桃的贮藏保鲜期。经多次重复实验，利用大帐气调贮藏保鲜技术，可以将“秦美”猕猴桃的保鲜期延长至８个月，好果率达９２３％～９４５％，而冷藏对照果经５个月贮藏，其好果率仅４４％。大帐气调保鲜技术还具有调气速度快、管理灵活、便于出入库等特点。

关键词：猕猴桃气调贮藏乙烯合成酶淀粉酶保鲜

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鸭梨、茌梨果实采前乙烯生物合成特性研究

园艺学报 1994年第3期21卷 231-234页

作者：韦军田边贤二江苏农学院园艺系日本鸟取大学农学部

鸭梨、茌梨果实均从盛花后１４５天进入呼吸跃变，同时伴随着乙烯释放高峰的出现。鸭梨的乙烯合成酶（ＥＦＥ）活性和氨基环丙烷羧酸（ＡＣＣ）含量高于茌梨，乙烯释放量的峰值是在梨的４倍，两品种果实的ＥＦＥ活性变化与果实的呼吸跃... 详细信息

鸭梨、茌梨果实均从盛花后１４５天进入呼吸跃变，同时伴随着乙烯释放高峰的出现。鸭梨的乙烯合成酶（ＥＦＥ）活性和氨基环丙烷羧酸（ＡＣＣ）含量高于茌梨，乙烯释放量的峰值是在梨的４倍，两品种果实的ＥＦＥ活性变化与果实的呼吸跃变和乙烯释放量的变化同步，ＡＣＣ含量自盛花后１３５天，一直呈上升趋势。两品种果实内含有亚精胺、腐胺和精胺三种内源多胺，亚精胺与梨果实乙烯生物合成有关。

关键词：梨乙烯乙烯合成酶呼吸强度