Untitled - 中国植物生理与分子生物学学会

Rubisco 体 外 重 组 中 分 子 陪 伴 蛋 白 cpn 60 作 用 的 种 属 特 异 性
勇 振 华 , 陈 根 云 , 施 教 耐 , 许 大 全
( 中 国 科 学 院 上 海 植 物 生 理 生 态 研 究 所 上 海 200032)
核 酮 糖 -1,5- 二 磷 酸 羧 化 酶 / 加 氧 酶 (EC4.1.1.39, 简 称 Rubisco) 催 化 光 合 碳 还 原 (PCR) 循 环
中 最 初 的 CO 2 固 定 , 即 二 磷 酸 核 酮 糖 (RuBP) 的 羧 化 反 应 ; 该 酶 同 时 也 催 化 光 呼 吸 过 程 的 第 一
步 反 应 , 即 RuBP 的 加 氧 反 应 (Lorimer,1981)。Rubisco 加 氧 反 应 的 存 在 是 除 了 与 CO 2 的 低 亲
合 力 外 导 致 Rubisco 的 低 催 化 效 率 的 另 一 个 重 要 因 素 。 正 因 为 Rubisco 具 有 这 样 的 催 化 特 点 ,
国 内 外 一 直 把 通 过 降 低 Rubisco 加 氧 反 应 的 比 例 来 增 加 Rubisco 的 催 化 效 率 作 为 重 要 的 研 究 目
标 。 人 们 试 图 通 过 分 子 生 物 学 手 段 将 具 有 高 催 化 效 率 的 红 藻 Rubisco 基 因 转 入 烟 草 。 然 而 , 红
藻 Rubisco 大 、 小 亚 基 基 因 转 入 烟 草 叶 绿 体 后 , 虽 能 大 量 表 达 , 却 不 能 正 确 组 装 成 Rubisco 全
酶 (Whitney 等 ,2001)。 红 藻 Rubisco 不 能 在 烟 草 中 组 装 成 全 酶 可 能 与 分 子 陪 伴 蛋 白 (cpn60) 的
种 属 特 异 性 有 关 。
我 们 通 过 比 较 不 同 来 源 的 cpn60 在 Rubisco 体 外 重 组 中 的 作 用 , 烟 草 和 水 稻 的 cpn60 能 辅
助 紫 球 藻 Rubisco 的 体 外 重 组 , 而 菠 菜 和 豌 豆 的 cpn60 却 不 能 辅 助 紫 球 藻 Rubisco 的 体 外 重 组 。
而 且 , 菠 菜 、 豌 豆 的 cpn60 不 仅 不 能 辅 助 紫 球 藻 和 烟 草 Rubisco 的 体 外 重 组 , 而 且 也 不 能 辅 助
同 物 种 来 源 Rubisco 的 体 外 重 组 , 说 明 cpn60 辅 助 下 的 Rubisco 体 外 重 组 与 cpn60 种 属 差 异 性
有 关 ; 另 外 , 烟 草 和 水 稻 同 属 于 喜 温 作 物 而 豌 豆 和 菠 菜 是 典 型 的 喜 凉 作 物 的 事 实 , 推 测 cpn60
的 种 属 差 异 性 可 能 与 植 物 本 身 是 否 具 有 抵 御 高 温 胁 迫 能 力 有 关 。 通 过 对 cpn60 两 个 亚 基 蛋 白 一
级 结 构 的 比 较 分 析 发 现 , 在 某 些 氨 基 酸 位 点 上 喜 温 植 物 与 其 它 植 物 有 明 显 差 异 。
关 键 词 :Rubisco; 分 子 陪 伴 蛋 白 cpn 60; 种 属 特 异 性
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