【理学论文】植物亚硝基谷胱甘肽还原酶GSNOR功能的研究进展

    摘要亚硝基谷胱甘肽还原酶（GSNOR）能通过还原亚硝基谷胱甘肽（GSNO）途径调节细胞内一氧化氮（NO）和亚硝基硫醇（SNOs）水平，保护机体免受亚硝化胁迫的影响。在植物体内，GSNOR作为催化调节NO及其代谢物SNOs水平的关键酶，参与植物生长、抵御病原菌、热耐受性、细胞死亡和镉胁迫等多种生理过程。综述GSNOR功能的研究进展，分析存在的问题，有望为红掌、合果芋等热带观赏植物基因工程提供理论基础。

   关键词亚硝基谷胱甘肽；亚硝基谷胱甘肽还原酶；功能研究doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2010.11.36中图分类号Q5NO是高等生物中普遍存在的信号分子和氧化还原调节分子[1]。自从1980年发现血管内皮细胞能合成分泌一种血管内皮舒张因子[2]，并证明该因子是一氧化氮（NO）[3]后，NO就引起了人们的重视，并成为生物学领域研究的热点。在植物研究中，NO曾被视为一种植物毒性分子。直到1998年发现，NO可以作为植物抗病应答的信号分子后，人们对NO在植物生理过程中的作用有了新的认识。现有的研究表明：NO能参与植物的多个生理过程，包括：种子萌发[4]，植物防御应答[5]，叶片枯萎[6]，气孔运动[7]，激素信号途径[8]和开花调节[9]。此外，NO也能参与损伤应答等很多非生物胁迫应答[8,10]。植物体内存在NO合酶等产生NO的酶类[11]，NO能与细胞内硫醇分子形成稳定的亚硝基硫醇（S-nitrosothiols，SNOs）。

    SNOs在病害防御等多种生理过程中扮演重要角色，因此，NO的生物活性并不完全由NO的生物合成决定[12]。近年来的研究还表明，植物体内存在参与NO代谢物水平调节的亚硝基谷胱甘肽还原酶（GSNOR）。NO及其相关衍生物的代谢机理研究，有助于理解NO这种信号分子的代谢机制，也有助于从新的视角揭示N素代谢。1 GSNOR的功能研究有关GSNOR生物学功能的研究起源于动物和大肠杆菌（Escherichia coli），现有的研究结果表明：GSNOR属于醇脱氢酶家族成员，在从细菌到人类的所有物种中都存在，且保守性高，它能通过还原GSNO，从而调节细胞内NO、蛋白质类亚硝基硫醇（Protein-SNO）和小分子SNOs的水平，保护机体免受亚硝化胁迫的影响[13-14]。