【理学论文】植物BAHD酰基转移酶家族研究进展

    摘要:酰基化是植物生长发育过程中对其次生代谢产物修饰的重要过程。BAHD酰基转移酶家族是植物中特有的对植物的代谢产物进行酰基化修饰、参与植物次生代谢反应的一类蛋白。综述了植物BAHD酰基转移酶家族成员的基本特性、反应历程、酶学分类和其在植物次生代谢过程中的作用。并展望了BAHD在未来研究中的发展方向。

     关键词::酰基转移酶;植物;BAHD在植物生长发育过程中,存在着各种次生代谢活动, 这些次生代谢活动涉及很多修饰过程,如氧化还原、羟基化、糖基化、甲基化和酰基化反应过程[1]。其中酰基化是植物次生代谢产物修饰的一个非常重要的过程。植物 BAHD酰基转移酶家族是利用酰基CoA作为底物,产生各种挥发性脂类、修饰后的花青素以及与植物抵抗病原微生物侵害的相关化合物[1]。目前,有关BAHD超家族的研究已经成为国外研究的热点之一,但国内关于这方面的研究却鲜有报道。本文主要就BAHD酰基转移酶超家族已知的一些基本属性及其在植物次生代谢过程中的作用进行介绍。

  　BAHD超家族的发现与基本性质 BAHD超家族的命名是由其超家族中具有代表性的 4种酶的英文首字母组成,这4种酶分别是苯甲醇乙基转移酶(benzyl alcoholO-acetyltransferase,BEAT)、花青素羟化肉桂醯基转移酶(anthocyaninO hydroxycinnamoyl- tranferase,AHCT)、邻氨基苯甲酸盐N-羟化桂皮酰基/ 苯甲酰转移酶(anthocyanin O-hydroxycinnamoyltrans- ferase,HCBT)、去乙酰化文多灵4-O-酰基转移酶 (eacetylvindoline 4-O-acetyltransferase,DAT)。玉米的 glossy2和拟南芥的eceriferum2(CER2)突变体基因是最早被鉴定为BAHD家族的成员,这2个基因负责合成树叶表层角质层蜡质,可从C28延伸到C30,但是这2个基因在表层角质层蜡质合成中的具体作用还不是很清楚[3~5]。在BAHD家族成员酰基转移酶的反应过程中, 其酰基的受体和供体是多种多样的,但归纳起来主要是基于以下2个反应(图1),其酰基化供体是辅酶A硫酯, 受体是醇或者胺类。尽管目前已经知道其反应的大致规律,但是在这个家族中,还有很多成员的特性有待进一步的考证和研究。

  　BAHD家族的保守性 BAHD家族的成员在结构上都有一定的相似性,但其相似性在氨基酸水平上只有10% ~30%[2]。尽管如此,其家族成员还有一些主要的保守区域,如HXXXD和 DFGWG这2个区域基本上在所有的成员中都有体现[1,6]。但是,这些保守区在一些酶中还是会发生一些变化,如DFGWG这个保守区就会在杨树中变成DFG-FG、DFGWA、DFGWK、NFGWG、DLGFG、DYGWG和NL- GWG这样的一些区域[2]。不仅如此,在一些负责酰基化花青素或者黄酮类物质的酶结构中,还存在一个额外的保守区YFGNC[7]。