CYP83B1研究进展

芥子油苷和生长素代谢途径
芥子油苷和生长素代谢途径
YUCCA酶是形成吲哚 -3- 乙醛肟的关键酶, 也是整个途径中的限速酶。 拟南芥yucca突变体中 YUCCA 基因过量表达导致吲哚 -3- 乙醛肟过剩, 生长素含量上升, 表现为高激素显型 YUCCA酶产生的吲哚-3 - 乙醛肟不进入吲哚族芥子油苷合成途径，由 于拟南芥 cyp79B2/B3 双突变体中完全缺少吲哚族芥子油苷，因此认为 色胺途径中的吲哚-3-乙醛肟只能进一步反应形成生长素 CYP79B2基因过量表达, 以致生长素和吲哚族芥子油苷含量升高。因 而经由 CYP79B2 和 CYP79B3 酶催化形成的吲哚-3-乙醛肟可进一步形 成生长素或吲哚族芥子油苷； cyp79B2/B3 双突变体没表现IAA缺少， YUCCA补偿了生长素合成 cyp83B1 突变体中也缺乏吲哚族芥子油苷, 但缺失程度不如 cyp79B2/B3双突变体严重。这是因为在cyp83B1突变体中合成脂肪族芥 子油苷的CYP83A1酶可在一定程度上弥补CYP83B1的功能, 参与吲哚族 芥子油苷的合成 A T-DNA insertion in theCYP83B1 gene leads to plants with a phenotype that suggests severe auxin overproduction, whereas CYP83B1 overexpression leads to loss of apical dominance typical of auxin deficit.
sur1 突变体(SUR1 基因功能丧失)中, 植物因不能合成芥 子油苷而导致吲哚 -3- 乙醛肟过量积累, 并且AO1基因(编码 乙醛氧化酶)的转录水平被大幅度提高, 于是吲哚-3-乙醛肟 遂转化为生长素。因此 sur1 突变体与 cyp83b1突变体以及 yucca 突变体一样都表现高激素显型。 UGT74B1基因也属于芥子油苷合成途径中的下游基因。 通过转入 CaMV 35S 启动子分别使UGT74B1 和SUR1在 拟南芥体内过量表达后, 对芥子油苷含量都没有明显的影响, 但缺失型突变体均可使植株呈现高激素显型
芥子油苷(glucosinolate)：称硫代葡萄糖苷
侧链的氨基酸来源： 脂肪族芥子油苷(侧链来源于甲硫氨酸、丙氨酸、 缬氨酸、亮 氨酸和异亮氨酸) 芳香族芥子油苷(侧链来源于苯丙氨酸和酪氨酸) 吲哚族芥子油苷(侧链来源于色氨酸) 芥子油苷的生物学功能 芥子油苷具有抗癌作用 芥子油苷在植物防卫反应中具有重要作用
IAA的提取和测定方法
植物吲哚乙酸（IAA）ELISA测定试剂盒
Research Advances in Auxin and Indole Glucosinolate Biosynthesis
2015-12-18
芥子油苷和IAA概述 芥子油苷和IAA代谢途径 信号分子对芥子油苷和IAA合成的调控 芥子油苷的提取和测定方法
IAA的提取和测定方法
芥子油苷
JA和SA：JA可以诱导吲哚类芥子油苷的积 累,参与植物对细菌病原物的防卫反应；SA过 量突变体（cprl、mpk4)中总芥子油苷的含量 相比野生型下降了 50%，表明在诱导吲哚类 芥子油苷的生物合成上SA和JA存在相互拮抗 的作用 油菜素甾醇类化合物（BRs）：可以提高植 物对多种逆境的抗性,,BR可能在芥子油苷合 成过程中发挥着重要作用 ABA：ABA可以通过诱导MYB转录因子进 而调控界子油苷的合成 IAA 高温、低温 干旱 损伤
5-甲基色氨酸(5-MT)
Celenza JL, Quiel JA, Smolen GA, Merrikh H, Silvestro AR,Normanly J, Bender J (2005). The Arabidopsis ATR1 Myb Transcription Factor Controls Indolic Glucosinolate Homeostasis. Plant Physiol, 137: 253~262pdf
芥子油苷合成后储存于细胞液泡, 在空间上与黑芥子酶是隔离的, 结构比较稳定。 当组织和细胞受到损伤时, 芥子油苷与黑芥子酶接触后发生不可逆的水解反应并进 一步生成吲哚 -3- 乙腈。因此认为, 吲哚 -3- 乙腈途径是植物遭遇胁迫(如缺硫)或组 织和细胞的完整性受到破坏后产生的。
信号分子对芥子油苷和IAA合成的调控
Stages of glucosinolate biosynthesis：
(a) Side chain elongation
(b) Glucone forma来自百度文库ion
(c) Side chain modification
Zhang Y, Huai D, Yang Q, Cheng Y, Ma M,Kliebenstein DJ, et al. (2015) Overexpression of Three Glucosinolate Biosynthesis Genes in Brassica napus Identifies Enhanced Resistance to Sclerotinia sclerotiorum and Botrytis cinerea..pdf C. Douglas Grubb, Steffen Abel (2006).Glucosinolate metabolism and its control. TRENDS in Plant Science,11(2):91-100.pdf
Gromoslaw Smolen, Judith Bender (2001) .Arabidopsis Cytochrome P450 cyp83B1 Mutations Activate the Tryptophan Biosynthetic Pathway, 160: 323–332pdf
芥子油苷的提取和测定方法
生长素
生长素(auxin):一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸 侧链的内源激素.
生物学功能： 植物细胞的伸长和分裂 植株向地性和向光性的形成 主侧根和下胚轴的生长（可测量须根数和下胚轴长度） 维管组织的发育及根毛和花器官的形成 AA的生物合成途径 依赖色氨酸途径(Trp-dependent pathway) 非依赖色氨酸途径(Trp-independent pathway) 吲哚族芥子油苷的代谢与生长素(吲哚-3-乙酸, IAA)的生物合成 途径存在交叉, 吲哚族芥子油苷合成基因表达的改变可影响植物 体内生长素的含量甚至植物的形态建成
CYP79B途径 YUCCA途径 吲哚丙酮酸途径（IPA） 吲哚乙酰胺途径
Brian Jones (2010), Cytokinin Regulation of Auxin Synthesis in Arabidopsis Involves a Homeostatic Feedback Loop Regulated via Auxin and Cytokinin Signal Transduction, American Society of Plant Biologists,22: 2956–2969.pdf