细胞壁转化酶
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Source: Plant Cell, Vol. 11, 177-190, February 1999, Copyright © 1999, American Society of Plant Physiologists
反义mRNA技术研究转化酶功能（2）
Phenotypic Changes in Mature Transgenic Plants
反义mRNA技术研究转化酶功能（3）
Electron microscopic pictures of pollen from wild-type (A and B) and transgenic plants (C-F)
(A) SEM picture of wild-type pollen. (Bar = 5 µ m.) (B) Transmission EM (TEM) picture of wild-type pollen. (Bar = 5 µ m.) (C) SEM picture of pollen from NT23-4. (Bar = 5 µ m.) (D) TEM picture of pollen from NT23-4. (Bar = 5 µ m.) (E) SEM picture of pollen from NT23-6. (Bar = 5 µ m.) (F) TEM picture of pollen from NT23-6. (Bar = 5 µ m.) NT23-4 represents one of the plants whose pollen shows germination efficiencies between 25% and 40%; NT23-6 is one of the plants with germination efficiency <2%
反义mRNA技术研究转化酶功能（1）
Phenotypic Changes in Transgenic Plantlets Expressing Antisense mRNA for Vacuolar Invertase or Cell Wall Invertase
All plantlets were grown on half-strength Murashige and Skoog medium containing only macroelements and microelements and 3% sucrose. The transgenic control plantlets harbor the promoter of the gene for carrot cell wall invertase fused to the GUS reporter gene. (A) Antisense plantlets for cell wall invertase (Acwi-59, Acwi-65, and Acwi-76) and wild-type (W T) and transgenic control plantlets (B) Antisense plantlets for vacuolar invertase (Avi-34, Avi-47, and Avi-65) and wild-type (W T) and transgenic control plantlets
高等植物中的转化酶
报告人：王爱华
• • • •
转化酶的概念 转化酶的分类分布 转化酶在植物糖代谢中的作用 转化酶基因的进化
1 概
念
转化酶（Invertase)，又称蔗糖酶或β-呋喃果糖 苷酶。 是与蔗糖代谢密切相关的一种酶，催化蔗糖 不可逆水解成葡萄糖和果糖。
Sucrose +H2O ----- Glucose + Fructose 与糖代谢相关的酶
(A) An Acwi plant and a control plant (B) An Avi plant and a control plant
Source: Plant Cell, Vol. 11, 177-190, February 1999, Copyright © 1999, American Society of Plant Physiologists
Plants were grown in soil in a growth chamber. The control plants are transgenic and harbor the promoter of the gene for carrot cell wall invertase fused to the GUS reporter gene.
蔗糖磷酸合成酶（SPS） 磷酸蔗糖磷酸化酶（SPP） 蔗糖合成酶（SuSy） 转化酶(Inv)
2.1 转化酶的分类
转化酶类型 最适pH范围 溶解性 底物 是否糖基化
细胞壁类型 (酸性,细胞外)
4.5-5.0
不溶或可溶
蔗糖/ 棉籽糖 …来自百度文库
是
液泡类型 (酸性)
4.5-5.0
可溶
蔗糖/ 棉籽糖 … 蔗糖
是
细胞质类型 (中性/碱性)
7.0-7.5
可溶
否
2.2 转化酶在源和库细胞中的分布
叶绿体
CALVIN 循环 淀粉
蔗糖 丙糖
CYT INV
质外体 蔗糖 蔗糖
CW INV CYT INV
细胞质 葡萄糖 果糖 葡萄糖 葡萄糖 果糖 蔗糖
VAC INV
葡萄糖
果糖 果糖
葡萄糖 果糖 蔗糖
VAC INV
液泡
液泡
a. 一般在植物的分生组织和快速生长的幼嫩的组 织和器官中（如幼嫩的叶片、茎、根尖和果实等） 细胞壁转化酶以及液泡转化酶的活性较高 （Estruch 和 Beltran, 1991; Xu 等 , 1989） b. 细胞壁转化酶和单糖转运蛋白互作控制细胞分 裂和生长（Weschke 等, 2003） c. 抑制转化酶基因表达植物生长异常（反义RNA 技术）
源细胞
库细胞
3 转化酶在植物糖代谢中的作用
调节植物的生长发育和器官建成 细胞壁转化酶在蔗糖的卸载中发挥作用 液泡转化酶促进成熟器官液泡的蔗糖积累 调节淀粉合成 一些酸性转化酶基因作用于病原防治 细胞壁转化酶与抗衰老有关
酸性转化酶与植物的非生物（干旱）抗性有关 转化酶在信号传导中的作用
3.1 调节植物生长发育和器官建成
反义mRNA技术研究转化酶功能（2）
Phenotypic Changes in Mature Transgenic Plants
反义mRNA技术研究转化酶功能（3）
Electron microscopic pictures of pollen from wild-type (A and B) and transgenic plants (C-F)
(A) SEM picture of wild-type pollen. (Bar = 5 µ m.) (B) Transmission EM (TEM) picture of wild-type pollen. (Bar = 5 µ m.) (C) SEM picture of pollen from NT23-4. (Bar = 5 µ m.) (D) TEM picture of pollen from NT23-4. (Bar = 5 µ m.) (E) SEM picture of pollen from NT23-6. (Bar = 5 µ m.) (F) TEM picture of pollen from NT23-6. (Bar = 5 µ m.) NT23-4 represents one of the plants whose pollen shows germination efficiencies between 25% and 40%; NT23-6 is one of the plants with germination efficiency <2%
反义mRNA技术研究转化酶功能（1）
Phenotypic Changes in Transgenic Plantlets Expressing Antisense mRNA for Vacuolar Invertase or Cell Wall Invertase
All plantlets were grown on half-strength Murashige and Skoog medium containing only macroelements and microelements and 3% sucrose. The transgenic control plantlets harbor the promoter of the gene for carrot cell wall invertase fused to the GUS reporter gene. (A) Antisense plantlets for cell wall invertase (Acwi-59, Acwi-65, and Acwi-76) and wild-type (W T) and transgenic control plantlets (B) Antisense plantlets for vacuolar invertase (Avi-34, Avi-47, and Avi-65) and wild-type (W T) and transgenic control plantlets
高等植物中的转化酶
报告人：王爱华
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转化酶的概念 转化酶的分类分布 转化酶在植物糖代谢中的作用 转化酶基因的进化
1 概
念
转化酶（Invertase)，又称蔗糖酶或β-呋喃果糖 苷酶。 是与蔗糖代谢密切相关的一种酶，催化蔗糖 不可逆水解成葡萄糖和果糖。
Sucrose +H2O ----- Glucose + Fructose 与糖代谢相关的酶
(A) An Acwi plant and a control plant (B) An Avi plant and a control plant
Source: Plant Cell, Vol. 11, 177-190, February 1999, Copyright © 1999, American Society of Plant Physiologists
Plants were grown in soil in a growth chamber. The control plants are transgenic and harbor the promoter of the gene for carrot cell wall invertase fused to the GUS reporter gene.
蔗糖磷酸合成酶（SPS） 磷酸蔗糖磷酸化酶（SPP） 蔗糖合成酶（SuSy） 转化酶(Inv)
2.1 转化酶的分类
转化酶类型 最适pH范围 溶解性 底物 是否糖基化
细胞壁类型 (酸性,细胞外)
4.5-5.0
不溶或可溶
蔗糖/ 棉籽糖 …来自百度文库
是
液泡类型 (酸性)
4.5-5.0
可溶
蔗糖/ 棉籽糖 … 蔗糖
是
细胞质类型 (中性/碱性)
7.0-7.5
可溶
否
2.2 转化酶在源和库细胞中的分布
叶绿体
CALVIN 循环 淀粉
蔗糖 丙糖
CYT INV
质外体 蔗糖 蔗糖
CW INV CYT INV
细胞质 葡萄糖 果糖 葡萄糖 葡萄糖 果糖 蔗糖
VAC INV
葡萄糖
果糖 果糖
葡萄糖 果糖 蔗糖
VAC INV
液泡
液泡
a. 一般在植物的分生组织和快速生长的幼嫩的组 织和器官中（如幼嫩的叶片、茎、根尖和果实等） 细胞壁转化酶以及液泡转化酶的活性较高 （Estruch 和 Beltran, 1991; Xu 等 , 1989） b. 细胞壁转化酶和单糖转运蛋白互作控制细胞分 裂和生长（Weschke 等, 2003） c. 抑制转化酶基因表达植物生长异常（反义RNA 技术）
源细胞
库细胞
3 转化酶在植物糖代谢中的作用
调节植物的生长发育和器官建成 细胞壁转化酶在蔗糖的卸载中发挥作用 液泡转化酶促进成熟器官液泡的蔗糖积累 调节淀粉合成 一些酸性转化酶基因作用于病原防治 细胞壁转化酶与抗衰老有关
酸性转化酶与植物的非生物（干旱）抗性有关 转化酶在信号传导中的作用
3.1 调节植物生长发育和器官建成