全 文 ：高等植物的交替氧化酶研究进展?
王雅英1 ,2 , 田惠桥2
??
( 1 福建漳州市农业科学研究所 , 福建 漳州 363005; 2 厦门大学生命科学学院 , 福建 厦门 361005 )
摘要 : 交替氧化酶 (Alternative Oxidase, AOX) 广泛存在于高等植物、藻类和原生生物线粒体内膜。从主呼
吸链的辅酶 Q 分岔 , 是氧化辅酶 Q、还原氧分子生成水的另一终端氧化酶。氧化过程没有质子穿膜运动、
热量以产热方式散发。产热植物中交替氧化产生的热量使花粉发出芳香味吸引虫传粉。推测植物 AOX 使
植物在环境胁迫下维持呼吸 , 调节能量平衡 , 抵抗氧化胁迫 , 保持三羧酸循环的运行。AOX 是首次发现的
双铁羧酸蛋白质成员中的膜蛋白质 , AOX 与膜分离后容易失活 , 至今尚未有三级结构的报导 , 只有二级
结构的 2 种假设模式 , 最新的模式 AOX 为膜界面蛋白质而不是跨膜蛋白。最近我们的研究表明有 2 个途
径可获得适量有活性的 AOX : 建立优化的 pFLAG-1-AOX 大肠杆菌超量表达系统 ; 从产热植物如斑叶阿若
母 ( Arummaculatum) 花序组织线粒体分离纯化有活性的 AOX。
关键词 : 交替氧化酶 ; 高等植物 ; 研究进展
中图分类号 : Q 945 文献标识码 : A 文章编号 : 0253 - 2700 (2007) 04 - 447 - 10
The Study Progress of Alterative Oxidase in Higher Plant
WANG Ya-Ying1 , 2 , TIAN Hui-Qiao2 * *
(1 Agricultural Sciences Institute, Zhangzhou 363000 , China; 2 School of LifeSciences, Xiamen University, Xiamen 361005 , China)
Abstract: Alternative oxidase (AOX) , aterminal oxidase located in the inner mitochondrial membrane, has been identi-
fied universally in plant, algae, fungi, and protozoan . AOX branches from the cytochrome pathway at the level of the
ubiquinone and catalyses the oxidation of ubiquinol and reductionof oxygen towater . There is non-protonmotive and energy
is liberated as heat instead of producing ATP . In thermogenic plants, heat released by AOX attracts insects for pollination
by heating aromatic compounds . The use of AOX in plant may ( a) allow flexibilityof respiration under changing environ-
mental conditions (b) regulate energy homeostasis ( c) help prevent oxidative stress ( d) maintain TCA cycle turnover .
AOX is a member of di- iron carboxylate proteins . Two structural models exist for AOX and the latest one is a monotopic
protein insteadof spanmembrane . Relatively little is knownabout its 3-dimensional structure . Main reason is that the suffi-
cient quantities of AOX suitablefor crystallogramstructural studies is unavailable becauseof its unstableness . Recently we
tried toobtain sufficient quantities alternative oxidase protein (AOX) for further construction studies . The aimis achieved
by over-expressing in E. coli and improving purification of native AOX fromArummitochondrial .
Key words: Alternative Oxidase; Higher Plant; Studying Progress
植物除主呼吸链外 , 还存在其它电子传递分
支途径 , 如对氰化物、抗霉素 A 不敏感的抗氰
呼吸或交替呼吸途径 ( Alternative path, AP) ( 图
1 .1)。交替氧化酶 ( alterative oxidase, AOX ) 是
交替呼吸途径中的末端氧化酶 , 普遍存在于高等
植物、真菌、藻类和部分寄生虫以及原核生物中
(Berthold等 , 2002 )。该途径只有电子传递但不
伴随质子穿膜运动 , 不能形成驱动 ATP 合成的
云 南 植 物 研 究 2007 , 29 (4) : 447～456
Acta Botanica Yunnanica

?
?? ?通讯作者 : Author for correspondence . E-mail : hqtian@ jingxian.xmu. edu. cn; Tel: 0592 - 2186486
收稿日期 : 2006 - 07 - 13 , 2007 - 01 - 25 接受发表
作者简介 : 王雅英 (1962 - ) 女 , 副研究员 , 理学博士 , 植物学 ?
基金项目 : 国家自然科学基金 ( No . 30570104 )
膜质子势差 , 因而没有 ATP 合成 , 是一种耗能
呼吸 (Moore等 , 1978 )。在佛焰花序植物中 , 花
序产热释放出芳香气味吸引昆虫帮助传粉。推测
AOX 还与果实成熟 ( 梁五生和梁厚果 , 1997 )、
抗逆抗氧化胁迫 ( 吴强等 , 2003 ) , 抗水分胁迫
(何军贤等 , 1999 ) , 抗真菌和抗病毒病理有关
(Berthold 等 , 2002 )。目前 , 有关植物抗氰呼吸
的环境调节以及环境胁迫条件下植物抗氰呼吸的
生理学意义已成为植物呼吸代谢领域的前沿课题
(吴强等 , 2003 )。但由于 AOX 与线粒体膜分离
后其活性不稳定 , 很难获得适量纯的具活性的
AOX 供其三级结构分析 , 有关它的结构及代谢
调控机理还不清楚 ( Hourton-Cabassa 等 , 2004 ) ,
本文结合作者分离纯化活性 AOX 的研究 , 介绍
近年来 AOX 研究进展。
1 高等植物中的交替氧化酶
植物中的抗氰呼吸是呼吸链的分枝途径 , 它
从辅酶 Q 分枝。有些专一性的电子传递抑制剂
可以阻断呼吸链中某一部位的电子传递。如鱼藤
酮 ( rotenone)、安米妥 ( amytal ) 可阻断电子由
NADH 向辅酶 Q 传递 , 抗霉素 A ( antimycin A )
抑制电子从细胞色素 bc1 向细胞色素氧化酶传
递 ; 氰化物阻止电子从细胞色素氧化酶传至氧 ;
水杨酸羟肟酸 (SHAM) 则阻止辅酶 Q 的电子向
交替氧化酶传递 ( 潘瑞炽等 , 2004)。在细胞色 c
还原酶和细胞色素氧化酶抑制剂 ( 例如抗霉素 A
和氰化物 ) 存在时 , 电子传递依然能沿着交替途
径进行。而羟氨基酸和五倍子酸化合物能抑制
AOX 活性 , 却不影响主呼吸链途径活性 (Hoefn-
agel 等 , 1995a)。产 热 植物 枯 苞 ( Sauromatum
guttatum)、海芋 ( Arum maculatum) 的线粒体产
生较高热量就是由于其富含 AOX。有些佛焰花
序植物在冬天开花时 , 花序温度可在一定时间内
提高 10℃以上就是因为花序中大量的线粒体进
行抗氰呼吸的缘故。
尽管很早就有人发现对氰化物不 敏感的
AOX 呼吸途径 , 但相对于其它呼吸蛋白 , 因为
缺少纯化的活性 AOX , 至今 AOX 的三级结构及
酶活性调节机理还不清楚。上世纪 80 年代从产
热植物线粒体中分离到不完全纯化的 AOX , 表
明抗氰呼吸活性是辅酶 Q 氧化和氧分子还原成
水的过程 , 由单一呼吸氧化酶 ( AOX ) 负责催
化。从枯苞获 得 AOX 单克隆和 多克 隆抗体 ,
AOX 研究迈出重要一步。AOX 的分子量为 35～37
kDa (Elthon等 , 1989)。线粒体中表现出抗氰呼吸
活性 AOX 分子量为 36 kDa ( 梁五生和梁厚果 ,
1997)。有人发现枯苞的功能性 AOX 约为 30 kDa,
图 1 植物线粒体呼吸链 ( Whitewood and Moore, 2004 )。
P-side: 线粒体内膜外侧 , N-side: 线粒体内膜内侧。NDp: 位于线粒体内膜外侧的 NADH ,
NDn: 位于线粒体内膜内侧的 NADH。AOX : 交替氧化酶 , Succinate: 琥珀酸。
Fig . 1 The respiration chain of plant
844 云 南 植 物 研 究 29 卷
免疫反应实验表明 AOX 通过还原巯基形成二聚
体的方式失活 (Umbach and Siedow, 1993 )。
首次从大肠杆菌 cDNA 文库中分离到该酶的
基因 , AOX 基因是核编码 , 在细胞质中翻译 ,
进入线粒体之前的全蛋白全分子量约为 39 kDa
( Rhoads and McIntosh, 1991 ) 。 Kumar and Sou
(1996) 的研究表明细胞表达的 AOX 需经过修饰
后才具活性 , 活性分子量为 31 kDa。
主呼吸链和交替途径的电子传递之间的分歧
机制研究得较多。当细胞色素途径饱和时 , AOX
途径才传递电子 ( Bahr and Bonner, 1973 )。但这
种只考虑了抑制剂对呼吸速率的影响而忽略了另
一种可能性 , 即一个途径的抑制会改变底物的有
效性 , 从而影响非抑制的电子传递途径 ( Millar
等 , 1995) 。Moore等 ( 1988 ) 用 Q—电子仪同时
测定呼吸活性和离体线粒体 Q 池的还原水平 ,
发现细胞色素与 Q 氧化还原势是线形相关 , 与
AOX 呈非线形相关 : 当 Q 氧化还原势降低 20%
时 , AOX 活性不成比例的提高。有机酸提取研
究有关 Q 氧化还原势的结果也得出相同结论
( Ribas-Carbo等 , 1995) 。Hoefnagel 等 (1995b) 用
电化学方法的测得结果也表明 , AOX 被低 Q 氧
化还原势激活后 , 可以与细胞色素途径争夺底物
QH2 。
分光光度计测定了离体线粒体 AOX 和细胞
色素对氧化型辅酶 I ( NADH ) 的氧化亲和性。
AOX 对氧的亲和力 ( 1 . 7μM) 是细胞色素的 10
倍 (Millar等 , 1994)。氧分子电压仪的方法重复
研究 AOX 的结果表明氧亲和力为 10～ 20 μM
(Ribas-Carbo 等 , 1994 ) , 明显高于分光光度方
法。但 2 个实验都表明 AOX 对 O2 的亲和力明显
高于细胞色素的趋势。低 Q 还原势下 AOX 氧亲
和力明显提高。Affourtit 等 ( 2001 ) 则认为这是
由于人为地失去 AOX 活体状态的调控作用 , 不
是酶的内在性质。
2 交替氧化酶的结构
由于很难获得纯化的 AOX, 所以用物理技
术分析其蛋白质结构受到了限制 , 尽管人们曾做
了许多尝试 , 但对其结构仍不明确 ( Zhang等 ,
1996)。根据 DNA 重组技术和序列知识 , 已经有
多种关于 AOX 结构的假设 , 如 SUM 和 AN 模式
(图 2 )。SUM 模型 ( Siedow 等 , 1992 ) 认为 , 2
个跨膜螺旋镶嵌在线粒体内膜 , 1 个“表面螺旋”
位于膜间隙 , N 末端和 C 末端为亲水结构域 , 伸
进线粒体基质。C 端有 4 个小的螺旋 , 其中第 1
个和第 4 个螺旋各包含 1 个保守的 EXXH 模块 ,
形成双核铁中心。N 端保守的半光氨酸残基可能
是 AOX 单体间二硫键的形成位置。AOX 的 C 端
有 3 个高度保守的区域 , 其中的两个区域 , Glu
Glu Glu-Ala-I le-His和 Ala Asp Glu-Ala-His-His, 与
甲烷单加氧酶 (MMO) 双核铁中心区域很相似
( Rosenzweig等 , 1993)。
Andersson and Nordlund (1999) 认 为 SUM 模
图 2 AOX 结构模式 (Albury等 , 2002)
A: SUM 模式 ; B : AN 模式 ( IMS: 线粒体膜间隙 ; IM: 线粒体内膜 ; M : 线粒体基质 ; EΧΧH: 铁结合模块 )
Fig . 2 The AOX Structural Models
9444 期 王雅英等 : 高等植物的交替氧化酶研究进展
式和其它结构明确的双铁羧酸盐蛋白不一致。首
先 AOX 的 SUM 模型中四螺旋纺缍形态折叠过程
与其它双铁羧酸盐蛋白不相同 ; 其次 , 所有两个
铁蛋白中都有一个连接氨基酸残基 ( H273 ) 却
不存在于 SUM 模式中 ; 第三 , 螺旋连接空间、
顺序、方向均不同于该蛋白家族的其它蛋白。螺
旋体比较短 , 因此蛋白质不如长螺旋体蛋白稳定
(Aberg等 , 1993) 。为了解释这些矛盾 , Anders-
son and Nordlund ( 1999) 提出类似其它双铁蛋白
结构的 AOX 活性位点模式 (AN 模式 )。这种新
模型放弃了跨膜螺旋的假设 , 保留了双铁中心 ,
以特别长的 4 螺旋束代替以前的短螺旋束 , 并认
为这可能是交替氧化酶的活性位点 , EXXH 模块
位于第 2 和第 4 螺旋上。新模式认为 AOX 是一
种膜界面整合蛋白 , 是双铁核羧基蛋白家族中的
一员 , 该家族包括核苷酸还原酶 ( RNR ) R2 亚
基 , 甲烷单加氧酶 (MMO) , 硬脂酰-ACP△9 去饱
和酶 (吴强等 , 2003) 。AOX 模型不再是跨膜连
接 , 而是通过疏水螺旋区平行膜表面与脂双层的
单面相互反应 , 类似于其它结构已明确的内表面
膜蛋白 ( Wendt等 , 1999)。
AOX 氨基酸序列存在 3 个相邻谷氨酸残基
(E268～E270 ) , 其中一个是 SUM 中的 E270 , 另
一个是 AN 中的 E269。原位基 因突变研 究了
E270 的作用 , 发现突变基因 E270N 在酵母线粒
体内膜的 AOX 失活 , 说明 E270 对催化起作用
(Albury等 , 1998 )。进一步的研究表明 E270 的
丙氨酸、亮氨酸及天冬酰胺酸突变体都导致在大
肠杆菌中表达的蛋白失活 ( Chaudhuri 等 , 1998 )。
E270 发生天冬酰胺或组氨酸突变后能保持 20%
活性 , 因为天冬酰胺和组氨酸能与铁结合 , 突变
体能部分保留 E270 与铁结合的功能。E269 发生
丙氨酸突变也导致蛋白失活 ( Wu等 , 1998)。随
后在拟南芥 ( Arabidopsis thaliana) 中发现编码与
AOX 相同蛋白 质的基因突 变体 ( Berthold 等 ,
2000) , 该蛋白是质体终端氧化酶 ( PTOX )。但
PTOX 只有一个谷氨酸 , 这二种酶连接铁原子的
都是 E268 残基 , 而不是 E270 或 E269 (Ajayi 等 ,
2002)。但为什么 E268～E270 基因突变产生相同
结果的机制尚不清楚。另二个 位点 E217A 和
H220A 的突变也可使蛋白失活 , 但其原因更倾向
于 AN 模式 ( Albury 等 , 2002 )。在 SUM 模式中
E217 与催化中心较远 , 当 E217 位点由 Glu突变
为 Ala 时 , 理 论 上对 活 性 位 点 的影 响 较 小 ,
E217A 的突变导致蛋白失活的可能性较小。在
AN模式中 , 由于 E217 和 H220 就是铁结合位点 ,
这两个位点的突变导致蛋白失活的解释更合理一
些。研究 AOX1a蛋白在大肠杆菌中的表达并首
次获得 AOX 的电子顺磁共振 ( EPR ) 信号 , 证
明是双铁羧酸盐氢氧桥键的特征 ( Berthold 等 ,
2002) 。AOX 蛋白分子中的 E217 或 E268 发生丙
氨酸突变后 , 在蛋白失活的同时 EPR 信号消失 ,
该实验支持 AOX 的 AN模式。
3 交替氧化酶的催化机制
在呼吸作用的主要电子传递过程中 , 三羧酸
循环中的氢传递体 ( 辅酶 I , NADH 和黄素腺嘌
呤二核苷酸 , FADH2 ) 将电子传递给泛醌 (Q)
形成还原型泛醌 (QH2 ) , 2 个 QH2 分子的 4 个电
子经过细胞色素 bc1 复合物 , 再传递给细胞色素
氧化酶 ( 含有两个铜离子 ) , 还原 2 个氧分子生
成 2 个水分子。在交替呼吸过程中 , 2 个 QH2 分
子的 4 个电子经过 AOX 传递给氧也形成 2 个水
分子。由于 AOX 含有非血红素铁中心 , 而不是
细胞色素氧化酶的铜中心 , AOX 的催化反应原
理与细胞色素氧化酶的催化机制不同 ( Affourtit
等 , 2000 )。 AOX 可 能 以 类 似 甲 烷 单 加 氧 酶
(MMO) 的铁蛋白催化氧还原成水。通常 MMO
的 2 个三价铁离子 (Fe3 + ) 可被 QH2 还原为 2 个
二价铁离子 ( Fe2 + ) , 结合氧分子后形成氧和
QH2 的中间产物 , 进而中间产物分开生成一个水
分子和 2 个被氧化的三价铁离子。在没有甲烷底
物时 , MMO 通过还原性高价铁离子 ( Fe4 + ) 发
生氧化反应 , QH2 将高价铁 ( Fe4 + ) 还原为三价
(Fe3 + ) 而催化氧还原生成 2 个水分子 ( Affourtit
等 , 2002) 。有人则认为水的形成过程中高价铁
离子和氧不形成中间产物 , 而是由高价铁离子将
氧分子直接还原成水分子 ( Berthold等 , 2000)。
Affourtit等 ( 2000 ) 认为在细胞色素氧化酶
活化过程中 , 由铜中心的 4 个电子还原氧分子是
一步完成的。但在交替呼吸途径中 , 铁中心的二
价铁离子有可能通过三价或一步产生四价铁离子
并与氧结合使之还原成水。细胞色素氧化酶和光
054 云 南 植 物 研 究 29 卷
合系统 II 都可由酪氨酰激活。AOX 也能被氨基
酸激化 , 由 1 个或 2 个具还原活性的氨基酸提供
电子替代高价铁 , 催化反应中双铁蛋白 RNR 还
原活性的酪氨酸还原高价铁为三价铁 ( Berthold
等 , 2000; Albury 等 , 2002; Affourtit 等 , 2002 )。
当 AOX 中的 2 个酪氨酰发生变异时 , 常常会改
变蛋白质的活性 , 比如其中一个突变体 (Y275F )
在酵母线粒体表达时蛋白失去酶活性 , 因此认为
Y275 可能是酶活化形式 (Albury等 , 2002)。
4 交替氧化酶的调控
AOX 有二种激活调节机制 , 一种是二聚体
双硫键还原激活 , 另一种是有机酸直 接激活
AOX 活性。上世纪 90 年代 , Umbach and Siedow
(1993) 用电泳分离线粒体 AOX , 发现其分子量
为 30～40 kDa, 而二聚体为 60～70 kDa。二氯二
苯三氯乙酸 (DDT) 氧化还原使二者互换 , 说明
连接两个单体的是双硫键桥。AOX 能被还原态
的 DDT还原激活 (Umbach等 , 1994) 。还原态的
AOX 能通过化学方法再聚合 , 说明线粒体 AOX
存在非共价联接。线粒体中的 AOX 二聚体在自
然条件下存在着共价和非共价结合两种状态 , 推
测可能是硫氧化还原蛋白催化蛋白二硫键还原 ,
从而 使 酶 活 化 ( 梁 峥 等 , 2001 )。线 粒 体 内
NADH还原 AOX 为结合蛋白 , AOX 的活性由线
粒体 基质还原 能力调节 ( Siedow and Umbach,
1995)。
丙酮酸是三羧酸循环的底物 , 而 AOX 是电
子传递链中的一个分支酶。Millar 等 ( 1993) 发
现 , 加入丙酮酸后的线粒体 AOX 呼吸活性提高 4
倍 , QH2 氧化活性也提高。其它有机酸 , 如乙醛
酸、草酰乙酸也能活化 AOX , 但需要的浓度较
高。有机酸活化 AOX 发生在线粒体基质 , 琥珀
酸和苹果酸激活线粒体 AOX 活性是通过琥珀酸
脱氢酶和苹果酸酶的作用 , 在基质中生成丙酮酸
(Millar 等 , 1996 )。丙酮酸改变 AOX 活力 , 同时
内源 Q 氧化还原势也发生变化 (Djajanegara等 ,
1999)。不加丙酮酸 , Q 氧化还原势较高 ( 40%
～60% ) 时 AOX 活性才发生变化。加入丙酮酸 ,
较低 Q 还原势 (0%～20% ) 就可使 AOX 活性发
生改变。丙酮酸能提高 AOX 与 QH2 的亲和力
(Umbach 等 , 1994 )。有人则认为丙酮酸只是激
活 AOX 并明显改变最快的反应速度 ( Vmax) 但
不影响酶与 QH2 的亲和力 (Hoefnagel 等 , 1997 )。
丙酮酸能活化硫醇进一步还原 AOX , 但不能激
活共价连接的 AOX (Vanlerberghe等 , 1995 )。研
究半胱氨酸与氢硫基化合物相互作用影响大豆线
粒体 AOX 活性 , 发现用 NEM (乙基马来酰亚胺 )
预处理能干扰丙酮酸的激活作用 , 从 而抑制
AOX 活性 (Umbach and Siedow, 1996) 。
氨基酸序列分析表明 , AOX 的两个半胱氨
酸残基 C122、C172 是 AOX 二聚化的位置。原位
基 因 突 变 AOX1 ( Vanlerberghe 等 , 1998 ) 和
AOX1a ( Rhoads等 , 1998) 研究 , C122 突变可使
AOX 不为丙酮酸激活 , 也不为化学氧化聚合。
野生型 AOX 的 95% 活性依赖α-酮酸 , 而 C122E
(突变为谷氨酸 ) 突变的蛋白酶不为丙酮酸激活。
此种基因突变还表明 , 这个位点上的电荷变化是
重要的因子 , 可诱导正电荷或负电荷 , 其蛋白质
的性质与 C122E 突变体相似 , 也不为丙酮酸激
活。大豆 C122A (突变为丙氨酸 ) 突变体也不为
丙酮酸激活 , 但却能为大肠杆菌膜和烟草线粒体
的琥珀酸激活 (Djajanegara等 , 1999) 。C122S 突
变体也有这个特性 ( Umbach等 , 2002 )。这种生
理现象与含丝氨酸的同工酶有关 ( Holtzapffel 等 ,
2003)。有实验表明含 C122 同工酶的 AOX1b 及
AOX1a在酵母表达 , 其离体线粒体 AOX 活性能
为琥 珀酸 和丙 酮酸 分别 激活 ( Holtzapffel 等 ,
2003)。与丙酮酸相比 , AOX 与琥珀酸和丝氨酸
及丙氨酸之间都不能产生共价联接 , 说明可能还
有其它的作用机制。
AOX 活性调控受多种因素影响 , 环境胁迫 ,
植物受伤、冻害、干旱、渗透压及病菌等都可诱
导 AOX 表达。水杨酸 (SA)、过氧化氢、乙烯和
主呼吸链抑制剂也同样能诱导 AOX 在植物中的
表达。抗氰呼吸活性和 AOX 表达在产热植物的
佛焰花序中较高 (Leach等 , 1996 )。在非产热植
物中 , AOX 表达水平与发育状态有关 , 如在衰
老 ( Maxwell 等 , 2002 ) 和果实成熟过程中都有
AOX 的表达 (Holtzapffel 等 , 2002) 。
大豆 ( Finnegan等 , 1997 )、水稻、芒果、玉
米 (Karpova 等 , 2002 ) 的 AOX 是多基因家族 ,
大豆和水稻不同组织 AOX 表达水平不同 (Saika
等 , 2002 )。AOX 蛋白有亚分子 AOX1 和 AOX2
1544 期 王雅英等 : 高等植物的交替氧化酶研究进展
(Considine等 , 2002)。在单子叶和双子叶植物中
AOX1 蛋白是瞬间表达的 , 但在双子叶植物中
AOX2 则有调控代谢的功能。玉米主呼吸链中的
复合体 I 和 IV 的缺损突变时 , AOX 表达 , 这暗
示复 合 体 I 和 IV 对 AOX 可 能 有 调 节 作 用
(Karpova 等 , 2002 )。复合物 I 的异常可能诱导
ZmAOX2 ( 含 C122 基因 ) 表达 , 复合物 IV 的异
常可能诱导 ZmAOX3 ( 含 S122 基因 ) 表达。野
生种主呼吸链受鱼藤酮和氰化物抑制后 , AOX
表达 水 平提 高。拟 南芥 植 物 AOX 5 个 基 因
(Aox1a, 1b, 1c, 1d and 2 ) 都表达 , 有多个途径
诱导 AOX 表达 , 而每个途径的诱导表达水平存
在差异 ( Clifton等 , 2006)。
5 交替氧化酶的生理功能
AOX 调节能量代谢 , 当能量代谢饱和时 ,
AOX 途径以散热方式释放能量 , 维持电子传递
和 TCA。Lambers (1982) 提出的能量溢满理论认
为 : 当主呼吸链活性受到抑制时 , 或细胞还原力
偏高时 , 电子通过 AOX 传递可使 TCA 循环和糖
酵解继续进行。AOX 活性能为 TCA 循环底物丙
酮酸激活 (Millar等 , 1993) , 说明 TCA 循环的底
物过高时可诱导 AOX 途径转移部分电子。环境
变化导致 AOX 表达差异 , 不仅改变线粒体功能 ,
也影响线粒体外细胞功能 ( Clifton等 , 2006)。
氧胁迫诱导 AOX 表达并抗氧化 , 当细胞色
素途径受抑时 , 主呼吸链产生活性氧 ( ROS) ,
AOX 氧化可使 ROS 下降 ( Purvis and Shewfelt,
1993)。在转基因烟草中 AOX 的超量表达时 ROS
水平下降 , 反之 ROS 水平则提高 (Maxwell 等 ,
1999)。AOX 活性水平可能与细胞程序性死亡有
关 , AOX 活性低的转基因烟草细胞对致死化合
物过氧化氢很敏感 ( Vanlerberghe等 , 2002 ) , 而
高活性 AOX 大 豆细 胞 则表 现 出抗 死亡 诱 导
(Amor等 , 2000 ) 。AOX 能降低 ROS, 从而降低
细胞死亡 ( Vanlerberghe等 , 2002) 。AOX 对植物
抗逆性的作用可以应用在选育高产作物品种 ,
AOX 基因作为作物高产新品种的标志 (Arnholdt-
Schmitt等 , 2006) 。
低温胁迫明显诱导交替氧化酶 AOX 总量增
加 ( 晏婴才等 , 2004 )。而高温对抗氰呼吸有明
显的抑制作用 , 吴强等 ( 2003 ) 认为可能是 :
(1) 高温部分地抑制了交替氧化酶的合成 , ( 2)
交替氧化酶本身对热比较敏感 , (3) 热胁迫过程
中大量产生的活性氧改变了交替氧化酶的结构。
活性氧含量的变化可能是导致热胁迫过程中抗氰
呼吸变化的主要原因之一 ( 周功克等 , 2000 )。
水分胁迫通过抑制 AOX 基因的表达而降低抗氰
呼吸运行活性 ( 何 军贤等 , 1999 )。 Hansen 等
(2002) 测量热呼吸发现环境变化能改变植物生
长率 , AOX 对植物生长动态起平衡作用。产热
植物通过 AOX 释放的热量可使花粉散发芳香气
味吸引虫媒 (Meeuse等 , 1975 )。非产热植物组
织中 AOX 的表达与此同产热无关 ( Borecky and
Vercesi , 2005) 。
AOX 可有效调控呼吸率保持细胞能量恒定以
保证植物在环境变化时正常生长 ( Hansen 等 ,
2002)。AOX 不仅使拟南芥在低温下发芽 , 而且
AOX 能防止植物组织在逆境中产生过氧化物而广
泛影响细胞功能 (Fiorani 等 , 2005)。AOX 在细胞
质和一些碳代谢途径中发挥重要作用 (Umbach
等 , 2005)。各种环境胁迫都能改变植物抗氰途径
的运行 , 但这些研究还很肤浅 , 其运行的信号调
节机制和生理意义还不清楚 ( 吴强等 , 2003)。
6 AOX 基因异源表达
大肠杆菌或酵母系统表达外源 AOX 基因 ,
生产 AOX 蛋白质的研究才刚刚起步 , 国内几乎
还是空白。影响蛋白质表达的关键因子为 : 宿主
菌性质、细胞培养温度、诱导物异丙基硫代-β-
D-半乳糖苷 ( IPTG) 浓度和起始诱导细胞密度
(OD600 ) ( FLAG E. coli Expression System Manua,
SIGMA 1998)。近几年 , 大肠杆菌表达 AOX 重组
蛋白表达大多数采用 Berthold 的 ( 2002 ) 方法 ,
即细胞密度 OD600 = 0 .5 , 诱导后细胞培养温度
18℃ , IPTG浓度 0 .1 mmol?L。表达研究主要集中
在 AOX 保守氨基酸残基突变基因和野生基因在
大肠杆菌中表达 , 测定 AOX 活性及分子量 , 目
的是研究 AOX 分子中氨基酸残基对酶活性的作
用 , 进而推测 AOX 分子结构。例如 , 拟南芥
( Arabidopsis) AOX1a, 在大肠杆菌 C43 中功能性
表达 , 获得与细胞膜结合的具有活性的 AOX ,
AOX 分子量为 29 kDa和 33 kDa, 半胱氨酸残基
Cys-78 和 Cys-128 是 AOX 活 性 调 控 位 置
254 云 南 植 物 研 究 29 卷
(Finnegan等 , 1997)。大肠杆菌 DE3 优化表达锥
体虫 ( T. b. brucei ) 线粒体 AOX (TAO) , 优化表
达 TAO 的条件为 : 30℃ , OD600 = 0 .1 , IPTG 0 .1
mmol?L , 80%的 TAO 与细胞膜结合为有活性的膜
蛋白 , 膜 TAO 分子量 34 kDa ( Fukai 等 , 2003 )。
OD600 = 0 .5 , 18℃ , IPTG 0 .1 mmol?L 诱导 , AOX
大肠杆菌高表达 , 首次提出双核铁中心实验证据
(Berthold等 , 2002)。酵母表达 AOX 并进行铁融
合位点氨基酸残基原位突变研究 , AOX 功能表达
使酵母生长速率和产量降低 , 首次报导 AOX 表
达的 表 型 影 响 ( Affourtit 等 , 1999 )。 Berthold
(2003 ) 在大 肠杆 菌 DE3 成 功 表达 了拟 南 芥
AOX , 使用单一质粒载体 ( univector) , 表达 N 端
重组蛋白 , 不同大肠杆菌宿主 BL21 (DE3 ) , C41
(DE3) , 和 C43 (DE3 ) 表达 MBP?AOX 融合蛋白 ,
各宿主之间表达水平相似。但载体质粒性质和启
动子强度影响 AOX 表达 , 重组载体 pHOST-AOX
表达 AOX 包涵体 , 而载体 pHB-MALc2X 则表达
高水平的膜 AOX。Tac 启动子能高效表达 AOX ,
例如 , tac?MBP 或 tac?NusA 能表达 AOX 结合蛋
白 , 启动子 T7 则不能。选择合适的启动子和调
整翻译速度可以提高 N-端 AOX 融合蛋白表达。
已有 的表 达 研 究 只 获 得 与 不 溶 的 AOX ( 或
TAO)。尚未建立有效的 AOX 大肠杆菌大量表达
系 统 ( Berthold 等 , 2002; 2003; Albury 等 ,
2002) 。最近作者建立了大肠杆菌 pFLAG-1-AOX
分泌表达系统 , 优化条件下表达 AOX , 即细胞
生长温度 37℃ , 细胞密度 OD600 = 0 .6, IPTG 浓度
0 .2 mmol?L , 1 h 收获细胞 , 获得少量可溶 AOX
融合蛋白转运到周质空间和大量不溶的 AOX。
7 从植物组织和细胞分离天然 AOX
已经从不同植物和不同组织分离线粒体 , 烟
草细胞 ( 晏婴才等 , 2002 , 2004 )、菜豆胚轴与
真叶 ( 代其林等 , 2004)、苹果果肉 ( 雷晓勇等 ,
2002)、酵母细胞 (Affourtit等 , 2000 )、转基因番
茄 ( Umbach 等 , 2002 )、 大 豆 ( Amora 等 ,
2000)、斑叶阿若母 ( A. maculatum) 花序组织
(Affourtit 等 , 2004) 、枯苞 ( S. guttatum) 花序组
织 ( Elthon 等 , 1989 ) 、碗 豆叶 片和 芜箐 甘 蓝
(Moore等 , 1988) 、绿豆 ( Cottingham等 , 1983 )、
矮牵牛花细胞 ( Wagner 等 , 1995 )、陈化马铃薯
切片 (梁五生等 , 1999)。早期的工作是分离线
粒体 , 用主呼吸链抑制剂结合氧电极测定离体线
粒体交替氧化活性 (Moore等 , 1988) , 线粒体具
有交替氧化酶活性。SDS-PAGE 分离线粒体总蛋
白 , 用枯苞花序 AOX 单克隆抗体进行免疫分析 ,
检测交替氧化酶分子量 , 大多数天然 AOX 存在
二个以上不同分子量 , 烟草细胞 AOX 为 35 kDa
和 70 kDa ( 晏婴才等 , 2002 ) , 菜豆为 35 kDa和
38 kDa ( 代其林等 , 2004 ) , 苹果果肉为 35～ 37
kDa和 90 kDa ( 雷晓勇等 , 2002 ) 和斑叶阿若母
( A. maculatum) 花序组织为 30～32 kDa ( Affourtit
等 , 2004) 。进一步分离线粒体各组份 , 发现线
粒体总 AOX、线粒体膜 AOX 和可溶性 AOX 具有
交替氧化活性。用蛋白质去污剂 deoxyBigCHAP
将 AOX 从斑叶阿若母花序组织线粒体膜上溶解
下来 , 并纯化溶解下来的线粒体膜 AOX 溶液 ,
获得具有高活性的 AOX , 但是纯化后有活性的
AOX 依然存在 不同分 子量形 式 ( Affourtit 等 ,
2004) , 不能用于 AOX 结构分析。最近我们也从
植物分离了活性稳定的 AOX , 双向电泳获得充
分分离的 AOX 蛋白质斑点 , 等电点为 pH6 .4 和
pH7 .4 之间出现 4 个 AOX 蛋白质点 , 这 4 个分子
量相近而等电点不同的 AOX , 可能 AOX 多基因
家族不同基因产物 , 也可能是同一基因产物的异
构体 , 有待对双向电泳凝胶版 AOX 蛋白质点进
行氨基酸序列分析结果加以确定。
〔参 考 文 献〕
梁峥 ?, 梁厚果 , 2001 . 植物呼吸代谢 [ A ] . 见 : 余叔文 , 汤章城 ,
植物生理与分子生物学 [ M ] . 北京 : 科 学出版社 , 344—
365
潘瑞 ?炽 , 王小青 , 李娘辉 , 2004 . 植物生理学 第四版 [M ] . 北京 :
高等教育出版社 , 110
Aber ?g A , Nordlund P, Eklund H , 1993 . Unusual clustering of carboxyl
side-chains in the coreof ironfreeribonucleotidereductase [ J ] . Na-
ture, 361: 276—278
Affo ?urtit C, Albury MS, Whitehouse DG et al . 2000 . The active site of
the plant alternative oxida: structural and mechanistic considerations
[ J ] . Pest Manag Sci , 56 : 31—38
Affo ?urtit C , Krab K , Moore AL , 2001 . Control of plant mitochondrial
respiration [ J ] . Biochim Biophys Acta, 1504 : 59—70
Affo ?urtit C , AlburyMS, Crichton PG et al . 2002 . Exploring themolecu-
lar natureof alternative oxidase regulation and catalysis [ J ] . FEBS
3544 期 王雅英等 : 高等植物的交替氧化酶研究进展
Lett, 510: 122—126
Affo ?urtit C, MooreAL , 2004 . Purification of the plant alternativeoxidase
from Arummaculatum: measurement, stability and metal requirement
[ J ] . Biochimica et Biophysica Acta, 1608: 181—189
Ajay ?i W, Chaudhuri M, Hill GC , 2002 . Site-directed mutagenesis re-
veals the essentiality of the conserved residues in the putative diiron
active siteof the trypanosome alternativeoxidase [ J ] . J Biol Chem,
277: 8187—8193
Albu #ry MS, Affourtit C, MooreAL , 1998 . A highly conserved glutamate
residue (Glu-270 ) is essential for alternativeoxidase activity [ J ] . J
Biol Chem, 273: 30301—30305
Albu #ry MS, Affourtit C, Crichton PG et al . 2002 . Structureof the plant
alternativeoxidase: site-directed mutagenesis provides new informa-
tion on the active site and membrane topology [ J ] . J Biol Chem,
277: 1190—1194
Amor IY , Chevion M , LevineA , 2000 . Anoxiapretreatment protects soy-
bean cells against H202-induced cell death: possible involvement of
peroxidases and of alternative oxidase [ J ] . FEES Lett, 477:
175—180
Ande /rsson ME, Nordlund P, 1999 . A revised model of the active site of
alternative oxidase [ J ] . FEBS Lett, 449: 17—22
Arnh oldt-Schmitt B , Costa JH , de Melo DF , 2006 . AOX-a functional
marker for efficient cell reprogramming under stress [ J ] . Trends in
Plant Science, 11 (6 ) : 281—287
Bahr 4JT, Bonner WD, 1973 . Cyanide- insensitiverespiration [ J ] . J Biol
Chem, 248
Bert ?hold D, Andersson ME, Nordlund P, 2000 . New insight into the
structure and function of the alternative oxidase [ J ] . Biochim Bio-
phys Acta , 1460 : 241—254
Bert ?hold DA , Voevodskaya N , Stenmark P et al . 2002 . EPR studies of
the mitochondrial alternativeoxidase-evidence for a diiron carboxylate
center [ J ] . J Biol Chem, 277: 43608—43614
Bert ?hold DA , Stenmark P, 2003 . Membrane-bound diiron carboxylate
proteins [ J ] . Annu Rev Plant Biol , 54 : 497—517
Bore ?cky J , Vercesi AE , 2005 . Plant uncoupling mitochondrial protein
and alternative oxidase: Energy metabolism and stress [ J ] . Bio-
science Reports, (3 - 4) : 271—286
Chau +dhuri M, Ajayi W, Hill GC , 1998 . Biochemical and molecular
propertiesof the Trypanosoma brucei alternative oxidase [ J ] . Mol
Biochem Parasitol , 95 : 53—68
Clifton R , Millar AH , Whelan J , 2006 . Alternative oxidases in Arabi-
dopsis: A comparative analysis of differential expression in the gene
family provides new insights into function of non-phosphorylating by-
passes [ J ] . Biochimica et Biophysica Acta-Bioenergettcs, 1757 ( 7) :
730—741
Cons idine MJ , Holtzapffel RC, Day DA et al . 2002 . Molecular distinc-
tion between alternative oxidase from monocots and dicots [ J ] .
Plant Physiol , 129: 949—953
Cott ?inghamIR , Moore AL , 1983 . Biquinonepool behaviour in plant mi-
tochondria [ J ] . Biochimica et Biophysica Acta, 724: 191—200
Dai ?QL (代其林 ) , Guo YM (郭云梅 ) , He L ( 何礼 ) et al . 2004 .
A Comparative Study on Induction of the ON resistant Respiration and
the Expression of Alternative Oxidasein Different Organs of Bean
SeedlingTreated by Salicylic Acid [ J ] . J Sichuan Univ ( Nat Sci Ed)
四川大学学报 ( 自然科学 ) , 42 (1 ) : 174—178
Djaj ?anegara L , Holtzapffel R , Finnegan PM et al . 1999 . A single amino
acid change in theplant alternativeoxidase alters thespecificity of or-
ganic acid activation [ J ] . FEBS Lett, 454: 220—224
Elth ?on TE , Nickels RL , McIntosh L , 1989 . Monoclonal antibodies to the
alternativeoxidaseof higher plant mitochondrial [ J ] . Plant Physiol ,
89 : 1311—1317
Finn ?egan PM , Whelan J , Millar AH et al . 1997 . Differential expression
of themultigene family encoding the soybean mitochondrial alternative
oxidase [ J ] . Plant Physiol , 114 : 455—466
Fior ?ani F , Umbach AL , Siedow JN , 2005 . The alternative oxidase of
plant mitochondria is involved in the acclimation of shoot growth at low
temperature . A study of Arabidopsis AOX1a transgenic plants [ J ] .
Plant Physiology, 139 ( 4) : 1795—1805
Fuka ?i Y , Kawai K , 2003 . Purification of active recombinant trypanosome
alternative oxidase [ J ] . FEBS Letters, 538: 35—40
Hans ?en LD, Church JN , Matheson S et al . 2002 . Kinetics of plant
growth and metabolism [ J ] . ThermochimActa, 388: 415—425
He Q ?X (何军贤 ) , Wei ZQ ( 韦振泉 ) , Lian HG ( 梁厚果 ) et al .
1999 . Effects of Water Stress on the Cyanide2resistant Respiration
and Expression of the Alternative Oxidase Gene in Wheat Seedlings
[ J ] . Sci Chin ( Series C) ( 中国科学 C 辑 ) , 29 (4 ) : 407—412
Hoefnagel MHN , Wiskich JT , Madgwick SA et al . 1995a . New inhibi-
tors of the ubiquinol oxidaseof higher plant mitochondrial [ J ] . Eur
J Biochem, 233: 531—537
Hoefnagel MHN , Millar AH , Wiskich JT et al . 1995b . Cytochrome and
alternative respiratory pathways compete for electrons in the presence
of pyruvate in soybean mitochondrial [ J ] . Arch Biochem Biophys,
318: 394—400
Hoef ?nagel MHN , Rich PR , Zhang QS et al . 1997 . Substrate kinetics of
the plant mitochondrial alternativeoxidase and the effects of pyruvate
[ J ] . Plant Physiol , 115: 1145—1153
Holt ?zapffel RC , Finnegan PM , Millar AH et al , 2002 . Mitochondrial
protein expression in tomato fruit during on-vine ripening and cold
storage [ J ] . Funct Plant Biol , 29 : 827—834
Holt ?zapffel RC, Castelli J , Finnegan PM et al . 2003 . A tomato alterna-
tiveoxidase protein with altered regulatory properties [ J ] . Biochim
Biophys Acta, 1606: 153—162
Hour ?ton-Cabassa U , Matos AR , Zachowski A et al . 2004 . Theplant un-
coupling protein homologues: a new family of energy-dissipating pro-
teins in plant mitochondrial [ J ] . Plant Physiol Biochem, 42 :
283—290
Karp ?ovaOV , Kuzmin EV , Elthon TE et al . 2002 . Differential expression
of alternative oxidase genes in maize mitochondrial mutants [ J ] .
Plant Cell , 14 : 3271—3284
Kuma ?r AM, Soll D, 1996 . Arabidopsis alternativeoxidase sustains E. coli
454 云 南 植 物 研 究 29 卷
respiration [ J ] . Proc Nat Acad Sci USA, 89 : 10842—10846
Lamb 6ers H , 1982 . Cyanide-resistant respiration: A non-phosphorylating
electron transport pathway acting as an energy overflow [ J ] . Physi-
ology Plant, 55 : 478—485
Leac ?h GR , KrabK , WhitehouseDG et al . 1996 . Kinetic analysis of the
mitochondrial quinol-oxidizing enzymes during development of thermo-
genesis in Arum maculatum [ J ] . Biochem J , 317: 313—319
Lei ?XY ( 雷晓 勇 ) , Huang L ( 黄 蕾 ) , Tian MS ( 田 梅生 ) et al .
2002 . Isolation and Identif ication of AOX ( Alternative Oxidase) in
‘Royal Gala’Apple Fruits [ J ] . Chin Bull Bot ( 植物学通报 ) , 19
(9) : 739—742
Lian ?gWS ( 梁 五 生 ) , Liang HG ( 梁厚 果 ) , 1997 . Progress of the
Study on AlternativeOxidase [ J ] . Chin Bull Bot ( 植物学通报 ) ,
14 ( 2) : 9—16
Lian ?g WS ( 梁五生 ) , Liang HG (梁厚果 ) , 1999 . Induction of Alter-
native Oxidase Expression by Endogenous Ethylene in Aging Potato
Tuber Slices [ J ] . Acta Phytophysiol Sin ( 植 物 生理 学报 ) , 25
( 2) : 205—208
Maxw mitochondrial reactive oxygen production in plant cells [ J ] . Proc
Natl Acad Sci USA, 96 : 8271—8276
Maxw involvement in the transduction of signals required for the induction
of genesassociatedwith pathogen attack and senescence [ J ] . Plant
J , 29 : 269—279
Meeu 3se BJD, 1975 . Thermogenic respiration in aroids [ J ] . Ann Rev
Plant Physiol , 26 : 117—126
Mill ?ar AH , Wiskich JT, Whelan J , 1993 . Organic acid activation of the
alternative oxidase of plant mitochondrial [ J ] . FEBS Lett, 329:
259—262
Mill ?ar AH , BergersenFJ , Day DA , 1994 . Oxygen-affinity of terminal ox-
idases in soybean mitochondrial [ J ] . Plant Physiol Biochem, 32 :
847—85270
Mill ?ar AH , Atkin OK , Lambers H et al . 1995 . A critique of the use of
inhibitors to estimate partitioning of electrons between mitochondrial
respiratory pathways in plants [ J ] . Physiol Plant, 95 : 523—532
Mill ?ar AH , Hoefnagel MHN , Day DA et al . 1996 . Specificity of theor-
ganic acid activation of alternative oxidase in plant mitochondrial
[ J ] . Plant Physiol , 111: 613—618
Moor e AL , Bonner WD, Rich PR , 1978 . Determination of protonmotive
force during cyanide-insensitive respiration in plant mitochondrial
[ J ] . Arch Biochem Biophys, 186: 298—306
Moor e AL , Dry LB , Wiskich JT, 1988 . Measurement of the redox state
of theubiquinonepool in plant mitochondrial [ J ] . FEBS Lett, 235:
76—80
Purv ?is AC, Shewfelt RL , 1993 . Does the alternative pathway ameliorate
chilling injury in sensitive plant tissues [ J ] . Physiol Plant, 88 :
712—718
Rhoa +ds DM, McIntosh L , 1991 . Isolation and characterization of a cDNA
clone encoding an alternative oxidase protein of Sauromatum gutta-
tum ( Schott) [ J ] . Proc Nat Acad Sci USA, 88 : 2122—2126
Rhoa ?ds DM, Umbach AL , Sweet CR et al . 1998 . Regulation of the cya-
nide-resistant alternative oxidase from plant mitochondrial- identifica-
tion of the cysteine residue involved in a-keto acid stimulation and in-
tersubunit disulfide bond formation [ J ] . J Biol Chem, 273:
30750—30756
Riba ?s-Carbo M , Berry JA , Azcon-Bieto J et al . 1994 . The reaction of
theplant mitochondrial cyanide-resistant alternativeoxidasewith oxy-
gen [ J ] . Biochim Biophys Acta, 1188: 205—212
Riba ?s-Carbo M, Wiskich JT, Berry JA et al . 1995 . Ubiquinone redox
behavior in plant mitochondrial during electron transport [ J ] . Arch
Biochem Biophys, 317: 156—160
Rose ?nzweigAC , Frederick CA , Lippard SJ et al . 1993 . Crystal structure
of a bacterial non-heme iron hydroxylase that catalyzes the biological
oxidation of methane [ J ] . Nature, 366: 537—543
Saik ?a H , Ohtsu K , Hamanaka S et al . 2002 . AOXIc, a novel rice gene
for alternative oxidase: comparison with rice AOXla and AOX1b
[ J ] . Genes Genet Syst, 77 : 31—38
Sied ?ow JN , Whelan J , Kearns A et al . 1992 . Topology of the alternative
oxidase in soybean mitochondrial [ A ] . In: Lambers H , Van der Plas
LHW, eds, Molecular, biochemical and biophysical aspects of plant
respiration [M ] . SPB Academic Publi , 19—27
Sied ?ow JN , Umbach AL , 1995 . Plant mitochondrial electron transfer and
molecular biology [ J ] . Plant Cell , 7 : 821—831
Umba ?ch AL , Siedow JN , 1993 . Covalent and noncovalent dimers of the
cyanide-resistant alternative oxidase protein in higher plant mito-
chondrial and their relationship to enzymeactivity [ J ] . Plant Phys-
iol , 103: 845—854
Umba ?ch, AL , Wiskich JT, Siedow JN , 1994 . Regulation of alternative
oxidase kinetics by pyruvate and intermolecular disulfidebond redox
status in soybean seedling mitochondrial [ J ] . FEBS Lett, 348:
181—184
Umba ?chAL , Siedow JN , 1996 . Thereaction of thesoybean cotyledonmi-
tochondrial cyanide-resistant oxidase with sulthydryl-reagents sug-
gests that ( x-keto acid activation involves the formation of a thiohe-
miacetal [ J ] . J Biol Chem, 271: 25019—25026
Umbach AL , Gonzalez-Meler MA , Sweet CA et al . 2002 . Activation of
the plantmitochondrial alternative oxidase: insights fromsite-direct-
ed mutagenesis [ J ] . Biochim Biophys Acta, 1554 : 118—128
Umba ?ch AL , Fiorani F , Siedow JN , 2005 . Characterization of trans-
formedArabidopsiswith altered alternativeoxidase levelsand analys-
is of effects on reactiveoxygen species in tissue [ J ] . Plant Physi-
ol , (4 ) : 1806—1820 DEC 2005
Vanl ?erbergheGC , Day DA , Wiskich JT et al , 1995 . Alternativeoxidase
activity in tobacco leaf mitochondrial-dependenceon tricarboxylic acid
cycle-mediated redox regulation and pyruvate activation [ J ] . Plant
Physiol , 109 : 353—361
Vanl ?erbergheGC , McIntosh L , Yip YH , 1998 . Molecular localization of
a redox-modulated process regulating plant mitochondrial electron
transport [ J ] . Plant Cell , 10 : 1551—1560
5544 期 王雅英等 : 高等植物的交替氧化酶研究进展
Vanl ?erbergheGC , Robson CA , Yip JYH , 2002 . Induction of mitochon-
drial alternative oxidase in response to a cell signal pathway down-
regulating the cytochrome pathway prevents programmed cell death
[ J ] . Plant Physiol , 129: 1829—1842
Wagn ;er AM, MooreAL , 1997 . Structure and Function of thePlant Alter-
native Oxidase: Its Putative Role in the Oxygen Defence Mechanism
[ J ] . Biosci Rep, 17 : 319—322
Wend ?t KU , Lenhart A , Schulz GE , 1999 . The structureof the membrane
protein squalene-hopene cyclase at 2 .0 angstr6mresolution [ J ] . J
Mol Biol , 286: 175—187
Whit #ewood DG, Moore AL , 2004 . Respiratory Chain and ATP Synthase
[ J ] . Encyclopedia of Biol Chem, 3 : 671—676
Wu D EY , Wright DA , Wetzel C et al . 1999 . The IMMUTANS variegation
locus of Arabidopsis defines a mitochondrial alternative oxidase ho-
molog that functions during early chloroplast biogenesis [ J ] . Plant
Cell , 11 : 43—55
Wu Q [(吴强 ) , Li HY (李红玉 ) , Zhang LX ( 张立新 ) et al . 2003 .
The Stress and the cyanide-resistant respiration [ J ] . Acta Bot Bo-
real-Occident Sin (西北植物学报 ) , 23 ( 1) : 164—170
Yan ?YC (晏婴才 ) , Lin HH ( 林宏辉 ) , Liang HG ( 梁厚果 ) et al .
2002 . A comparative study on detection of the expression of alterna-
tive oxidase in Tobacco callus with the monoclonal antibody against
alternative oxidase and antibody against-synthetic polypeptide anti-
body [ J ] . Acta Bot Sin ( 植物学报 ) , 44 (10 ) : 1255—1257
Yan ?YC (晏婴才 ) , Lin HH ( 林宏辉 ) , Liang HG ( 梁厚果 ) et al .
2004 . Comparison of the effects of different low temperature stresses
on the induction of the cyanide-resistant alternative pathway and the
expression of alternative oxidase in Tobacco callus [ J ] . Chin Bull
Bot ( 植物学通报 ) , 21 (3 ) : 296—305
Zhan ?g QS , Hoefnagel MHN , Wiskich JT, 1996 . Alternativeoxidase from
Arum and soybean: its stabilization during purification [ J ] . Physi-
ol Plant, 96 : 551—558
Zhou ?GK ( 周功克 ) , Kong YZ ( 孔 英珍 ) , Li HY ( 李红玉 ) et al .
2000 . Relationship between activeoxygen spices and the cyanidere-
sistant respiration in Tobacco callus under heat stress [ J ] . Acta
Phytophysiol Sin ( 植物生理学报 ) , 26 (3) : 241—246
* * * * * * * * * * * * * * *
补 充 说 明
发表于本刊 2007 年第 2 期 176～188 码的伍映辉等作者文章 :“八种苏铁植物叶轴的
比较解剖研究”。由于印刷的原因 , 图版Ⅴ中的 39、40 两图 , 没有将维管束排列方式完
整显示出 , 现重新排版该两图 , 以便读者对该图有一个完整的了解。
654 云 南 植 物 研 究 29 卷