全 文 ：重要生化反应 “转移磷脂酰反应暠的研究进展*
苏一兰1,2,3,文国松1,李唯奇3**
(1云南农业大学农学与生物技术学院,云南 昆明暋650201;2红河学院农学系,云南 蒙自暋661100;
3中国科学院昆明植物研究所,云南 昆明暋650204)
摘要:转移磷脂酰反应是在磷脂酶D的催化作用下,甘油磷脂和含羟基化合物发生碱基交换生成新的磷
脂的反应。该反应为磷脂酶D所特有,被广泛的应用于动物、植物和微生物的脂类代谢、脂类信号研究
以及重要生化制剂磷脂的合成工艺中。本文综述了转移磷脂酰反应的反应机制、影响因素、生物学作用及
应用现状,讨论了深入研究这一反应所有待揭示的问题,并展望了今后的发展方向。
关键词:磷脂酶D;转移磷脂酰作用;磷脂酸
中图分类号:Q545暋暋暋暋 暋暋文献标识码:A暋暋暋暋 暋暋暋文章编号:0253灢2700(2010)05灢409灢11
TheResearchProgressesofPhospholipase
D灢mediatedTransphosphatidylation*
SUYi灢Lan1,2,3,WENGuo灢Song1,LIWei灢Qi3**
(1ColegeofAgronomyandBiotechnologyYunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China;
2KunmingInstituteofBotany,ChineseAcademyofSciences,Kunming650204,China;
3DepartmentofAgronomy,HongheUniversity,Mengzi661100,China)
Abstract:Transphosphatidylationdenotestheprocessoftheheadgroupexchangeinglycerophospholipids
whichismediatedbyPhospholipaseD(PLD).ThisisoneofanuniquecharacteristicsofPLDandhasbeen
welstudiedinthelipidmetabolism,lipidsignalingandsynthesisofphospholipidofplants,animalsandmi灢
croorganisms.Inthispaper,thecurrentknowledgeontransphosphatidylation,mainlyfocusingonitscatalyt灢
icmechanism,substratespecificity,andbiologicalfunctionhadbeenconciselyreviewed.Moreover,thefu灢
turedevelopmentofthisissuehadalsobeendiscussed.
Keywords:PhospholipaseD (PLD);Transphosphatidylation;Phosphatidicacid (PA)
暋 转移磷脂酰反应 (Transphosphatidylation)
是指在磷脂酶D (PhospholipaseD,PLD)的催
化作用下,甘油磷脂的磷酸二酯键发生断裂,其
上连接的碱基与含羟基化合物发生碱基交换反
应,形成新的甘油磷脂和新的羟基化合物 (图
1) (Wang等,1994;Munnik等,1995;Mans灢
feldandUlbrich灢Hofmann,2009)。上世纪60
年代初,Ferrari和Sastry等在研究植物磷脂的
生物合成和代谢时,先后发现了转移磷脂酰反应
(FerrariandBenson,1961;SastryandKates,
1965)。几乎在同一时期,这一反应也在动物中
被发现,但是催化这一反应的酶并没有得到确
认。1966年,Douce等 (1966)用乙醇对莴苣、
甘蓝和红树进行磷脂提取时发现,磷脂酰乙醇
(Phosphatidylethanol,PtdEt)是提取物中含量
最高的一种脂类,而磷脂酰甘油 (Phosphatidyl灢
云 南 植 物 研 究暋2010,32(5):409~419
ActaBotanicaYunnanica暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋DOI:10灡3724/SP灡J灡1143灡2010灡10076
*
**
基金项目:国家自然科学基金NSFC(30670474;30870571)
通讯作者:Authorforcorrespondence;E灢mail:weiqili@mail灡kib灡ac灡cn;Tel:0871灢5223025
收稿日期:2010灢04灢12,2010灢05灢17接受发表
作者简介:苏一兰 (1981-)女,在读硕士研究生,主要从事植物抗逆机制研究。
glycerol,PG)和磷脂酰胆碱 (Phosphatidylcho灢
line,PC)这两种天然磷脂的含量则异常的低。
然而,在提取前先将植物材料进行干燥,提取物
中没有了PtdEt,其他脂类的含量正常。这一结
果表明,在用乙醇提取磷脂时,PG和PC与乙
醇之间发生了转移磷脂酰反应,生成了PtdEt。
而将植物材料干燥后再进行提取则没有PtdEt生
成,可推断催化转移磷脂酰反应的酶在干燥过程
中已失活,Yang等 (1967)证实了催化这一反
应的酶是磷脂酶 D (PhospholipaseD,PLD,
EC3灡1灡4灡4)。PLD是普遍存在于植物、动物和
微生物中的一种重要的磷脂水解酶,在植物的各
个部位 (根、茎、叶、种子等)中均有广泛分
布。PLD在细胞信号转导、细胞骨架重排、膜
转运、膜降解等过程中起着重要作用,广泛参与
植物响应环境胁迫的信号过程 (Bargmannand
Munnik,2006;Wang等,2006)。
参与转移磷脂酰反应的两种物质是甘油磷脂
和其它含羟基化合物,产物是形成新的甘油磷脂
(图1)。甘油磷脂也称磷酸甘油脂或磷脂,是由
磷脂酸衍生而来。磷脂酸的磷酸根被一个极性醇
(X灢OH)酯化,形成各种常见的甘油磷脂。X灢
OH一般为含氮碱,如胆碱 (choline)、乙醇胺
(ethanolamine)、丝氨酸 (serine)等,此外是
肌醇 (inositol)、甘油 (glycerol)和 糖 分 子
(王镜岩等,2002)。甘油磷脂分子的磷酸根与这
些酯化的醇部分一起构成极性头部,两条长的烃
链组成非极性尾部。甘油磷脂的磷酸二酯键在
PLD的催化下和含羟基的化合物发生碱基交换
反应。磷脂酰基受体包括水、甲醇、乙醇、乙醇
胺、甘油、丝氨酸、溶血磷脂等。当水分子作为
底物时,其产物为磷脂酸 (Phosphatidicacid,
PA)和有机碱,这一反应称为PLD的水解作
用。当与其它含羟基化合物发生反应时,形成新
的磷脂和新的羟基化合物,这一特异反应称为
PLD的 “转移磷脂酰作用暠 (Wang等,1994)。
通常地,当羟基化合物存在时,转移磷脂酰反应
优先于水解反应 (图1)。
这一反应在发现之初就被广泛运用于磷脂合
成工艺 (Ulbrich灢Hofmann等,2005)。上世纪
90年代随着PLD在植物、哺乳动物及真菌细胞中
重要生理作用的认识,人们开始关注和研究PLD
图1暋PLD催化磷脂碱基交换反应和水解反应
(X灢OH表示极性头基团;R灢OH表示羟基化合物)
Fig灡1暋Schemefortransphosphatidylationandhydrolysis
ofglycerophospholipidsbyPLD
(X灢OHrepresentsapolarheadgroup;
R灢OHrepresentshydroxycompound)
在动植物中的活性 (Morris等,1997),对PLD介
导的转移磷脂酰的生理作用和水解作用也展开了
深入全面的探究。本文对转移磷脂酰作用的发生
机制、反应特性以及生物学意义进行了综述。
1暋PLD的结构及催化转移磷脂酰的反应机制
1灡1暋PLD家族及其催化反应的必要元件
1947年Hanahan等 (1947)首次在胡萝卜
根和白菜叶中发现PLD。至今,在NCBI(美国
国立生物技术信息中心)的GenBank中收录的
PLD基因已超过千余条,几乎所有具有PLD活
性的酶的氨基酸序列都已知,它们组成了庞大的
PLD家族。在拟南芥中编码PLD的基因至少有
12条,它们被分为5类,分别是PLD毩、PLD毬、
PLD毭、PLD毮和PLD毱(QinandWang,2002)。
除PLD外,PLD家族还包括大肠杆菌的心磷脂
合酶和磷脂酰丝氨酸合酶 (Morris等,1996)、
沙门氏菌的核酸内切酶、天花病毒套膜蛋白
(PontingandKerr,1996)、人类酪氨酸DNA磷
酸二酯酶 (Interthal等,2001)。它们最大的共
同特征是都具有两个相似的被称为 “HKD暠的
基序,即 “组氨酸 X赖氨酸 XXXX天冬氨酸暠
(HXKXXXXDXXXXXXG (G/S))。HKD基序
是PLD催化活性的必要元件,当改变组氨酸和
赖氨酸残基时,白菜 (Lee等,1989)和链霉菌
014暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋 暋暋暋暋暋暋暋云暋南暋植暋物暋研暋究暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋第32卷
(Secundo等,1996)PLD活性丧失。除了 HKD
基序,PLD家族还具有另外几个同源区域 (栺灢
桇)(Sung等,1997),两个HKD基序分别位于
区域栻和桇 (图2)。链霉菌属PLD具有保守的
区域栻和桇及部分保守区域栺。而PX和PH区
域则是哺乳动物和真菌PLD所特有,大多数植
物PLD则在N端具有C2区域。完整的C灢端结
构是哺乳动物和植物不可缺少的一部分。在链霉
菌突变体研究中发现,C灢端环状结构上的丙氨酸
和赖氨酸残基与催化反应底物选择有关 (Uesugi
等,2005,2007)。
图2暋图示PLD保守区域结构 (Ulbrich灢Hofmann,2005)
Fig灡2暋DomainstructuresofrepresentativesofPLDs
(Ulbrich灢Hofmann,2005)
1灡2暋PLD的三级结构
尽管在动植物中发现PLD已近70年,但只
有两种来自链霉菌属的PLD (Streptomycessp.
strainPMF,PMFPLD和Streptomycesantibiotic灢
us)的三级结构得到阐明 (Leiros等,2000)。如
图3所示,PLD是由两个相似的拓扑结构组成
的单体蛋白质,包含35个二级结构元件,其中
由17条毬股构成的两个毬折叠片包裹在18个毩
螺旋元件中。此外,在PLD分子表面还有一些
延伸出来的环状结构,其中一个由382~389个
氨基酸残基构成的区域在大多数链霉菌属PLD
中是保守的,因此被看作是界面接触区域。PLD
活性位点就处于两个拓扑结构单元的界面处,由
两个高度保守的 HKD 氨基酸基序构成 (Ul灢
brich灢Hofmann等,2005)。
1灡3暋PLD催化转移磷脂酰反应的机制
由于在原核生物与真核生物之间没有PLD
的同源异构体,很难从已知的链霉菌PLD三级
结构来推导植物及哺乳动物的PLD三级结构,
图3暋PMFPLD (Streptomyeessp.StrainPMF)
的三级结构 (Ulbrich灢Hofmann,2005)
Fig灡3暋TertiarystructureofPLDfromStreptomycessp.
strainPMFeditedwithSwiss灢PdbViewer
(Ulbrich灢Hofmann,2005)
但是根据已知的链霉菌PLD的三级结构可推测
出酶作用活性位点。最近,Leiros等 (2004)通
过对链霉菌PLD晶体结构的研究后推断出PLD
催化磷脂反应机制的模式。其反应模式与2000年
Ulbrich灢Hofmann提出的 “乒乓反应暠机制一致
(图4)。首先,His170的亲核中心攻击底物磷脂
的亲电中心,形成不稳定的共价中间复合物 (磷
酰酶)。在 His448的质子化作用下,磷脂的极性
醇获得氢离子,形成羟基化合物 (X1OH)。第二
底物 (X2OH)受体醇或水在 His448的去质子化
作用下脱氢后结合到磷酰基上形成新的磷脂。
从该模式中可看出,转移磷脂酰反应中羟基
底物和水分子互为竞争者。因此,不同来源的
PLD,由于其化学结构和两个 HKD基序空间结
构不同,其发生转移磷酰基反应的潜能也不相
同。Lerchner等 (2005)通过对甘蓝和罂粟的
PLD研究发现,细微的氨基酸残基的改变可导
致PLD催化水解反应和转移磷酰基反应活性的
剧烈变化。其次,反应底物和反应体系的不同也
直接影响着PLD催化反应的活性。
2暋转移磷脂酰反应的调控因素
2灡1暋底物特征
转移磷脂酰反应的底物包括供体 (磷脂)及
受体 (含羟基化合物)。底物磷脂包括磷脂酰胆
1145期暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋苏一兰等:重要生化反应 “转移磷脂酰反应暠的研究进展暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋
图4暋PLD催化反应机制 (水解反应中,X2=H)(Ulbrich灢Hofmann,2003)
Fig灡4暋HypotheticmechanismofPLD灢catalysedtransphosphatidylationorhydrolysis
(X2=Hincaseofhydrolysis)(Ulbrich灢Hofmann,2003)
碱 (PC)、磷脂酰乙醇胺 (phosphatidylethano灢
lamine,PE)、磷脂酰甘油 (PG)、磷脂酰丝氨
酸 (phosphatidylserine,PS)、磷脂酰肌醇 (phos灢
phatidylinositides,PI)、溶血磷脂酰胆碱 (lyso灢
PC)、心磷脂 (Cardiolipin)和缩醛磷脂 (Plas灢
malogens)等 (PappanandWang,1999)。磷脂的
物理状态、头基团结构、脂肪酸链的不饱和度以
及sn灢2位置的空间构象都是影响底物选择的因素
(Bugaut等,1985;Abousalham等,2004;Sato等,
2004)。当底物磷脂呈胶束态 (micele灢forming)
时,PLD 具有较高活性 (Lambrechtand Ul灢
brich灢Hofmann,1992),而当磷脂呈囊泡 (vesi灢
cle)态时,PLD 活性均低于胶束态和单体态
(monomer) (YangandRoberts,2003)。而相
对于单体底物,聚合态底物更能激发PLD的活
性。聚合态底物的几何结构是影响PLD催化反
应的重要因素,然而,PLD活性与底物形态间
的相互关系还未得到全面阐明。
而受体的分子结构、极性等也影响着转移磷
脂酰反应的底物选择和反应速率。Hircheand
Ulbrich灢Hofmann (2000)用卷心菜 PLD 和链
霉菌PLD研究转移磷脂酰反应中反应体系、受
体醇与PLD来源之间的相互关系,对比它们在
甘油、正丁醇和胆碱类似物三种受体醇下,催化
PC发生转移磷脂酰反应和水解反应的活性。在
乙醚和正己烷两种体系下,受体醇的亲水或疏水
特性是影响转移磷脂酰反应和水解反应比例的重
要因素。在正己烷体系中,正丁醇优先作为转移
磷脂酰反应的底物,而甘油则只有在体系中加入
少量仲丁醇作为调节剂时才发生转移磷脂酰反
应。他们还发现,受体醇分子结构上 (如 N灢杂
环)微小的变化,都会导致两个反应比例的巨大
变化。Dippe和 Ulbrich灢Hofmann(2009)对卷
心菜和罂粟的PLD研究发现,在乙醚反应体系
中,受体醇不同,PC发生转移磷脂酰反应时头
基团交换速率不同,但对受体醇表现出相同的偏
好,体现出乙醇胺优先于甘油和丝氨酸。
2灡2暋底物识别
一般认为,反应底物的结构是影响PLD催
化活性的最主要因素 (HircheandUlbrich灢Hof灢
mann,1999),而不同来源的PLD对底物的识
别机制则是影响转移磷脂酰反应和水解反应比的
关 键 因 素 (Hirche and Ulbrich灢Hofmann,
2000)。植物 (Lerchner等,2006)和哺乳动物
(Liu等,2001;Xie等,2001)PLD的一个共同
特征是需要具备一个完整的C灢端才能具有活性。
来自罂粟的两个PLD仅有11个氨基酸残基不
同,但表现出不同的转移磷脂酰反应能力 (Ler灢
chner等,2005)。通过对突变体 (链霉菌株系
TH灢2)研究表明,C灢端的两个氨基酸残 基
Ala426和Lys438与PLD催化转移磷脂酰反应
和水解反应时底 物 选 择 有 关。Hagishita 等
(2000)也发现链霉菌株系TH灢2的PLD (TH灢
2PLD)相比放射菌类表现出更高的转移磷脂酰
反应活力。尽管TH灢2PLD和已知的链霉菌PLD
在氨基酸序列上有70%的同源性,但是两种
PLD表现出不同的转移磷脂酰反应活力,以及
不同的转移磷脂酰反应与水解反应比。这个发现
暗示着除了两个HKD基序外的氨基酸残基也与
磷脂的识别有关,并且影响着转移磷脂酰反应的
214暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋 暋暋暋暋暋暋暋云暋南暋植暋物暋研暋究暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋第32卷
底物选择性。
最近,Uesugi等 (2005,2007)发现,TH灢
2PLD的两个区域 (氨基酸残基188~203和425
~442)与催化反应和底物识别有关。基于对
PMFPLD三级结构的认识,这两个区域位于两
个活性位点HDK的几何入口位置。经深入研究
表明,Gly188、Asp191、Ala426和LYS438是
TH灢2PLD识别底物的几个关键氨基酸残基。其
中Asp191和LYS438暴露于活性位点外部,直
接与反应体系的溶剂接触,而Gly188和Ala426
位于内部。
Ogino等 (2007)最近也在肉桂链轮丝菌
(Streptoverticiliumcinnamoneum )的PLD中
发现,位于 “HKD暠基序下游的两个基序 “氨
基乙酸-氨基乙酸,GG暠和 “氨基乙酸-丝氨
酸,GS暠是影响转移磷脂酰反应的重要基序。
三个突变体 G215S,G216S和 G216S灢S489G均
表现出高于野生型9至27倍的以PC为底物的
转移磷脂酰反应。与PMFPLD三级结构比较后
发现,催化活性位点位于整个分子中心隙口的底
部,被 “HDK暠和 “GG/GS暠基序覆盖着。他
们推断,“GG/GS暠基序控制着中心隙口的构造
或开闭,从而影响着PLD催化活性位点与底物
之间的接触。
Masayama等 (2008)将抗生链霉菌 (Strepto灢
mycesantibioticus)HKD基序上 His168和 His42
周围的Trp187、Tyr191和 Tyr385分别替换为
Phe、Arg和 Tyr构建了突变体,经实验发现,
在大量混合液中,环己醇优先作为底物发生转移
磷脂酰反应,而以PC为底物的水解反应的比例
则远远低于野生型。结合 Uesugi的结果可以得
出,抗生链霉菌PLD的Trp187和Tyr191对应
的是TH灢2PLD的Trp189和Tyr193,从而进一
步证实N端的自由环区域负责磷脂的识别。
2灡3暋其它
反应体系、钙离子浓度、pH值等也是影响
转移磷脂酰反应的因素。为了使转移磷脂酰反应
的底物和产物更好的溶解,又不需要添加额外的
表面活性剂,合成磷脂时,转移磷脂酰反应通常
在乳状液体系中进行,包含溶解磷脂的有机相,
如乙醚或乙酸乙酯,以及溶解受体醇和酶的水
相。由于底物磷脂成聚合态时能更好的激发
PLD的活性,因此有机/水两相体系对于转移磷
脂酰反应是有促进作用的。
钙离子是大多数植物PLD发挥活性的重要
辅助因子,植物PLD最适的钙离子浓度一般均
较高,达20~100mmol·L灢1。而对于链霉菌
PLD,钙离子并不是必需的,可能与链霉菌
PLD缺少 N灢端调节区域有关 (Heler,1978)。
pH值对PLD活性的影响依赖于钙离子浓度以
及PLD的不同类型。Pappan和 Wang (1999)
发现,PLD毩在低浓度的钙离子下,需要酸性环
境 (pH4灡5~5灡5)才能发挥最大活性,而PLD毬
和PLD毭在相同钙离子浓度下,只有在中性环境
才能具备活性。
3暋转移磷脂酰反应的生物学作用
3灡1暋动物方面
转移磷脂酰反应在动物中的生物学作用主要
体现于利用转移磷脂酰反应探究乙醇对动物组织
或器官的伤害机制和PLD在伤害过程中的作用,
以及对转移磷脂酰反应异常引起的疾病的致病机
理研究。在乙醇的浸入下,动物细胞中大量的磷
脂发生转移磷脂酰反应,形成磷脂酰乙醇 (Pt灢
dEt),PtdEt被认为是造成磷脂代谢混乱的原因
之一 (KobayashiandKanfer,1987;Gustavs灢
son,1995;Rydzewska等,1996)。PtdEt可通
过增加膜流动性而改变膜的物理化学特性,它对
与膜相连的两种酶有相反的作用,削弱 Na+/
K+灢ATP酶的活性,而增强5核苷酸酶的活性
(Omodeo灢Sale等,1991)。PtdEt还可作为磷脂
酰丝氨酸的取代物激活大脑PKC毭,从而改变原
有的激活模式 (Asaoka等,1988)。K昳tter等
(2000)发现乙醇和正丁醇抑制了PKC活性、阻
断了PLD信号通路,造成大鼠脑皮质星形胶质
细胞增殖受阻。这一发现将有助于揭示酗酒引起
的胚胎发育不良的原因。以上实验结果及推测暗
示着由PLD介导的转移磷脂酰反应可能是导致
由乙醇引发的疾病的起因。
另外,vanBlitterswijk和 Hilkmann (1993)
发现由PLD催化PC与甘油二酯发生转移磷脂酰
反应生成的bis灢PA与激活人类纤维原细胞血管
缓激肽有关。Nakamura等 (1994)发现,山梨
醇的不正常积累引发了转移磷脂酰反应,生成磷
3145期暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋苏一兰等:重要生化反应 “转移磷脂酰反应暠的研究进展暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋
脂酰-山梨醇,而这种异常的磷脂的产生改变了
膜脂质体的代谢,从而导致糖尿病的发生。而转
移磷脂酰反应异常可能是导致的糖尿病心肌症
(Moraru,1992)及心肌缺血再灌注损伤 (Wil灢
liams,1995)的原因。
3灡2暋植物、微生物方面
尽管在植物和微生物中,转移磷脂酰反应的
生物学作用仍没有得到具体的体现,但随着研究
工作的深入和一些有意义的现象的发现,转移磷
脂酰反应的生物学作用正渐渐的得到挖掘。
WaltonandGoldfine (1987)发现梭菌属PLD
催化的转移磷脂酰反应与膜磷脂重建有关。
Dhonukshe等 (2003)用正丁醇处理烟草BY灢2
细胞时发现,转移磷脂酰反应导致了细胞骨架重
组,且不同来源的PLD具有不同的转移磷脂酰
反应的潜能,PLD同功酶对底物具有立体选择
性。这些都暗示着以牺牲重要信号物质———磷脂
酸 (PA)为代价,而发生转移磷脂酰反应,这
一机制必定具有重要的生理作用。在植物中,一
般认为水的含量比羟基化合物高50倍时,转移
磷脂酰反应仍然存在很高的活性。PLD在一些
微生物中表现出更高比例的转移磷脂酰反应活
性。来自甘蓝中的PLD2和来自链霉菌 (Strep灢
tomycessp.)的PLD表现出相似的水解能力,
但在同样的处理下,链霉菌PLD催化磷脂酰胆
碱 (PC)转化为磷脂酰乙醇胺 (PE)的能力比
甘蓝PLD2高出24倍,而链霉菌PLD几乎没有
水解产物磷脂酸 (PA)生成 (Dippe等,2008)。
造成不同来源PLD以及PLD家族不同成员
之间催化转移磷脂酰反应潜力差异的原因和生物
学意义何在,仍需进一步探究。尽管如此,研究
者还是在一些微生物和动物PLD上发现了有意
义的现象。色褐链霉菌 (Streptomyceschromo灢
fuscus)PLD是一种钙离子依赖型酶,且转移
磷脂酰反应能力较弱。但以天然存在的羟基化合
物甘油二酯作为受体底物时,在色褐链霉菌
PLD的催化下发生了转移磷脂酰反应,反应形
成的新磷脂 (磷脂酰-醇)可以直接被PLD再
水解而生成PA。而钙离子能够引起含PA (Pa灢
pahadjopoulos等,1976)、磷脂酰丝氨酸 (Wils灢
chut等,1981)及心磷脂 (VailandStolery,
1979)等含负电荷磷脂脂质体膜 间 的 融 合
(Creutz等,1979)。因此,由于转移磷脂酰反应
的发生使PA的量相对较少,进而促进了水解反
应的发生,而水解反应产物PA在钙离子的作用
下与寄主细胞的脂质体间发生膜融合,所以由色
褐链霉菌PLD催化的这一系列反应促进了细菌
和寄主细胞之间的膜融合,可看出,磷脂酰-醇
作为细菌侵染真核细胞的重要生理作用 (El灢
Kirat等,2003)。
3灡3暋丁醇对植物的生理作用
由于PLD的转移磷脂酰反应这一特性,研
究者们通常使用醇类物质作为PA经PLD途径
生成的抑制剂来探究PLD的功能。在植物中常
用的是正丁醇,当正丁醇存在时,优先于水作为
PLD的催化底物,通过转移磷脂酰反应生成磷
脂酰丁醇,由于PA的合成受阻,使得正丁醇处
理后出现了各种生理上的抑制或变化。在拟南芥
中发现,一定浓度的正丁醇处理后,出现胚根伸
出延迟、子叶发育受抑制和萌发率降低,子叶在
形态上较正常的显得更圆。正丁醇处理对拟南芥
幼苗生长也表现出根生长速率降低,初生根生长
受抑制的作用。根部细胞学观察发现,正丁醇处
理后,根尖细胞活力降低;根毛区,短而膨胀的
根毛数量增加,有的则形成分叉的根毛。在伸长
区可观察到明显的肿胀,根细胞排列不规则
(Gardiner等,2003)。同时,正丁醇的处理对细
胞骨架的影响也是十分明显的。在拟南芥
(Motes等,2005)、烟草BY灢2细胞 (Dhonukshe
等,2003;Hirase等,2006)、藻类 (Peters等,
2007)等的研究中均发现,正丁醇处理后,拟南
芥胚轴和子叶的微管发生解聚,而根伸长区微管
则出现排列混乱、片段化现象。分生区细胞形成
大液泡,肌动蛋白纤维成束状聚集在细胞核周
围,胚轴和子叶的表皮细胞肌动蛋白纤维同样成
束状。在烟草BY灢2细胞中同样发现周质微管在
正丁醇的处理下发生片段化,解聚的现象。随着
研究的不断深入,人们发现正丁醇对植物生理作
用的影响不仅限于上述情况。正丁醇的处理对花
粉萌发、花粉管生长 (Potocky等,2003)及水
杨酸应答途径 (Krinke等,2009)等同样有抑
制和阻碍作用 (表1)。然而有趣的是在以上研
究中均发现,正丁醇的两个同分异构体 (仲丁醇
和叔丁醇)在以上处理中几乎没有表现出类似正
414暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋 暋暋暋暋暋暋暋云暋南暋植暋物暋研暋究暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋第32卷
丁醇的处理结果。Munnik (1995)曾对此作了
研究,发现醇类物质既可作为PLD催化转移磷
脂酰反应的底物,也可通过G灢蛋白激活PLD活
性,然而碳链长度及羟基位置决定了其所扮演的
角色和潜力 (图5)。
碳链越长,其参与转移磷脂酰反应能力和激
活PLD能力越强。而当碳链长度相同时,羟基
所在位置则成为另一关键因素。正丁醇和异丁醇
可同时作为反应底物和激活剂;仲丁醇也可激活
PLD活性,但不能作为反应底物;叔丁醇既不
能作为激活剂,也不能充当反应底物。可看出,
羟基越是靠近碳链边缘,其参与转移磷脂酰反应
的潜力越大。因此以上实验中,仲丁醇和叔丁醇
处理后,没有发生转移磷脂酰反应,也就没有阻
碍了重要第二信使PA的生成,也就没有对植物
造成生理上的影响。
4暋转移磷脂酰作用的应用现状
目前,转移磷脂酰反应的应用可分为两类。
第一类,利用PLD所特有的转移磷脂酰反应作
为度量PLD活性的手段,进而对哺乳动物、植
物和微生物PLD在细胞信号转导中的作用和功
能进行研究。由于羟基化合物存在时,优先于水
作为PLD催化反应的底物,因此羟基化合物被
视为PLD水解反应的抑制剂。利用这一特性,
可通过人为添加醇 (如正丁醇)来抑制PLD活
性,以研究PLD的在特定处理下的功能。Peters
等 (2007)为了研究PLD在褐藻 (Silvetiacom灢
pressa)细胞骨架和内膜排列信号通路中的调节
机制,采用正丁醇作为PLD的抑制剂对褐藻合子
进行处理后发现,细胞分裂和细胞浆移动被抑制,
微管排列被打乱,合子发育停滞在中期,这些现
象表明微管的活动直接受PLD的信号调节。
表1暋 正丁醇对植物生理作用的影响
Table1暋Theeffectof1灢butanolonphysiologyinplant
处理类型 暋暋暋暋暋暋暋暋暋表型 植物物种 暋暋参考文献
萌发 萌发时间延迟,萌发率降低。 拟南芥
根生长 抑制初生根生长,根生长速率降低。 拟南芥
子叶形态 比正常子叶,形态上显得更圆。 拟南芥
根毛形态
根尖细胞活力降低。
伸长区,明显的肿胀,细胞排列不规则。
根毛区,短而膨胀的根毛数量增加,有的则形成分叉的根毛。
拟南芥
Gardiner等,2003
细胞骨架
微管排列混乱,片段化,解聚。
肌动蛋白纤维成束状聚集在细胞核周围。
拟南芥、
褐藻、
烟草BY灢2细胞
Motes等,2005
Peters等,2007
Hirase等,2006
细胞分裂 细胞分裂和细胞浆移动被抑制,合子发育停滞。
拟南芥
褐藻
Motes等,2005
Peters等,2007
花粉及花粉管 阻碍花粉萌发,抑制花粉管生长 烟草 Potocky等,2003
水杨酸反应途径 抑制两个水杨酸响应基因的表达 拟南芥悬浮细胞 Krinke等,2009
图5暋丁醇的四个同分异构体结构式
Fig灡5暋ThestructuralformulaofdifferentButOHisomers
5145期暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋苏一兰等:重要生化反应 “转移磷脂酰反应暠的研究进展暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋
暋暋另一类则着重微生物和植物PLD作为生物
催化剂在磷脂合成工艺中的应用研究。这类研究
主要集中在PLD的催化反应效率,底物结构和
反应体系的影响,转移磷脂酰反应和水解反应
比,以及 PLD 在细胞外的稳定性等。微生物
PLD的发现使转移磷脂酰反应用于规模化合成
磷脂成为了现实。80年代起 ,国外的学者纷纷
报道了利用PLD的转移磷脂酰反应制备和合成
高纯度的多功能特性的单一磷脂及稀少磷脂,如
肌醇磷脂 (Rakhimov,1989)、卵磷脂 (Fukuda
andHideki,1990)、丝氨酸磷脂 (Fujitaand
Kenichi,1989)、甘油酰磷脂、心磷脂 (Kudo
and Satoshi,1988,1989)、磷 脂 酰 葡 萄 糖
(TsunodaandAkira,1988)、磷脂酰灢D灢丝氨酸
(KokushoandMitatka,1988)。在医药工业中,
利用PLD的碱基转移活性可将一些多肽、核苷
和多糖类药物通过配位键连接在磷脂载体上,制
成具有特殊疗效作用的脂质体。利用PLD还可
合成一些抗肿瘤试剂,从而为抗肿瘤药物的酶法
合成开辟了新的方向。
5暋展望
目前,转移磷脂酰反应作为生产磷脂的途径
已在食品业、医药工业发挥着重要的作用,链霉
菌PLD和甘蓝PLD被认为是最佳催化剂。随着
对转移磷脂酰反应研究的不断深入,具有更强转
移磷脂酰反应催化能力的PLD将被发现和利用,
这将进一步提高磷脂合成效率。对底物识别、反
应体系控制等影响因素的深入探究,也将大大促
进磷脂合成工艺体系的优化。同样在实验室研究
中,转移磷脂酰反应对于揭示PLD重要功能和
作用也有不可磨灭的功劳。尽管如此,PLD家
族成员庞大、编码基因较多,加上PLD复杂的
调控机制和生物学功能,要进一步理解转移磷脂
酰反应中的具体机制和生物学效应,还需要更多
的研究。首先,醇类物质 (如正丁醇)的生物学
效应是否完全通过转移磷脂酰反应达到的,还需
要分子遗传学证据;如何利用转移磷脂酰反应获
得有益的生物学效应;能否以及如何调控转移磷
脂酰反应等。其次,在PLD众多家族成员中,
我们需要弄清具体是哪个酶直接介导了转移磷脂
酰反应,及其调控基因,是否还存在其它调节因
子。最后,动物、植物或微生物在受到醇类物质
伤害时,PLD催化的转移磷脂酰反应及其产物
的下游活动如何影响细胞中的其它酶和器官 (如
微管、膜系统等)。上述问题的解决,将会使转
移磷脂酰反应的广泛生物学作用研究向前迈进一
大步,并推进PLD生物学作用的更深入研究,
将其作为相关疾病治疗的新靶点成为可能。
暡参暋考暋文暋献暢
王镜岩,朱圣庚,徐长法,2002.生物化学上册.第3版 [M].
北京:高等教育出版社,102—103
AbousalhamA,NariJ,Teiss湪reMetal灡,2004.Studyoffatty
acidspecificityofsunflowerphospholipaseDusingdeter灢
gent/phospholipidmiceles[J].EuropeanJournalofBio灢
chemistry,248:374—379
AsaokaY,KikkawaU,SekiguchiKetal灡,1988.Activationof
abrain灢specificproteinkinaseCsubspeciesinthepresenceof
phosphatidylethanol[J].FEBSLetters,231:221—224
BargmannBO,MunnikT,2006.TheroleofphospholipaseDin
plantstressresponses[J].CurrentOpinioninPlantBiology,
9:515—522
BugautM,KuksisA,MyherJ,1985.Lossofstereospecificityof
phospholipasesCandDuponintroductionofa2灢alkylgroup
intorac灢1,2灢diacylglycero灢3灢phosphocholine[J].Biochimi灢
caetBiophysicaActa(BBA)灢LipidsandLipidMetabolism,
835:304—314
CreutzC,PazolesC,PolardH,1979.Self灢associationofsynex灢
ininthepresenceofcalcium.Correlationwithsynexin灢in灢
ducedmembranefusionandexaminationofthestructureof
synexinaggregates [J].JournalofBiologicalChemistry,
254:553
DhonuksheP,LaxaltAM,GoedhartJetal灡,2003.Phospho灢
lipaseD activationcorrelates with microtubulereorgani灢
zationinlivingplantcels[J].ThePlantCel,15:2666—
2679
DippeM,Ulbrich灢Hofmann R,2009.Substratespecificityin
phospholipid transformations by plant phospholipase D
isoenzymes[J].Phytochemistry,70:361—365
DippeM,Mrestani灢KlausC,SchierhornAetal灡,2008.Phos灢
pholipaseD灢catalyzedsynthesisofnew phospholipidswith
polarheadgroups[J].ChemistryandPhysicsofLipids,
152:71—77
DouceR,FaureM,MarechalJ,1966.Compt[J].Rend,262:
1549
ElKiratK,PrigentAF,ChauvetJPetal灡,2003.Transphos灢
phatidylationactivityofStreptomyceschromofuscusphos灢
pholipaseDinbiomimeticmembranes[J].EuropeanJour灢
614暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋 暋暋暋暋暋暋暋云暋南暋植暋物暋研暋究暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋第32卷
nalofBiochemistry,270:4523
FerrariRA,BensonAA,1961.Thepathofcarboninphotosyn灢
thesisofthelipids[J].ArchivesofBiochemistryandBio灢
physics,93:185—192
Fujita,Kenichi,1989.Conversion ofPhosphatidylcholineto
PhosphatidylserinebyPhospholipaseDinMiceleandEmul灢
sionSystems[P].JapaneseKokaiTokkyoKoho,JP6336,
792
FukudaK,HidekiE,1990.PhospholipidPreparationwithEn灢
zyme[P].JapaneseKokaiTokkyoKoho,381
GardinerJ,ColingsDA,HarperJDIetal灡,2003.Theeffectsof
thephospholipaseD灢antagonist1灢butanolonseedlingdevel灢
opmentand microtubuleorganisationin Arabidopsis [J].
PlantandCelPhysiology,44:687—696
Gustavsson L,1995.Phosphatidylethanolformation:specific
effectsofethanolmediatedviaphospholipaseD [J]The
MedicalCouncilonAlcohol,391—406
HanahanDJ,ChaikoffIL,1947.Anewphospholipid灢splitting
enzymspecificfortheesterlinkagebetweenthenitrogenous
baseandthephosphoricacidgrouping[J].JournalofBio灢
logicalChemistry,169:699—705
HagishitaT,Nishikawa M,Hatanaka T,2000.Isolationof
phospholipase D producing microorganisms with high
transphosphatidylationactivity[J].BiotechnologyLetters,
22:1587—1590
HelerM,1978.PhospholipaseD [J].AdvancesinLipidRe灢
search,16:267—326
HiraseA,HamadaT,ItohTJetal灡,2006.n灢butanolinduces
depolymerizationofmicrotubulesinvivoandinvitro[J].
PlantandCelPhysiology,47:1004—1009
HircheF,Ulbrich灢HofmannR,1999.Theinterfacialpressureis
animportantparameterfortherateofphospholipaseDcata灢
lyzedreactionsinemulsionsystems[J].BiochimicaetBio灢
physicaActa(BBA)灢MolecularandCel BiologyofLipids,
1436:383—389
HircheF,Ulbrich灢HofmannR,2000.Theinterdependenceof
solvent,acceptoralcoholandenzymesourceintransphos灢
phatidylationbyphospholipaseD[J].BiocatalysisandBio灢
transformation,18:343—353
InterthalH,PouliotJ,ChampouxJ,2001.Thetyrosyl灢DNA
phosphodiesteraseTdp1isamemberofthephospholipaseD
superfamily[J].ProceedingsoftheNationalAcademyof
Sciences,98:12009
JuneiaLR,HibiN,YamaneTetal灡,1987.RepeatedBatchand
continuousoperationforphosphatidylglycerolsynthesisfrom
phosphatidylcholinewithimmobilizedphospholipaseD [J].
AppliedMicrobiologyBiotechnology,27(2):146—151
K昳tterK,JinS,KleinJ,2000.Inhibitionofastroglialcelpro灢
liferationbyalcohols:interferencewiththeproteinkinaseC灢
phospholipaseDsignalingpathway[J].InternationalJour灢
nalofDevelopmentalNeuroscience,18:825—831
KobayashiM,KanferJN,1987.Phosphatidylethanolformation
viatransphosphatidylationbyratbrainsynaptosomalphos灢
pholipaseD [J].JournalofNeurochemistry,48:1597—
1603
Kokusho,Mitatka,1988.AComparativeStudyonConversion
PhosphatidylcholinetoPhosphatidylserinewithImmobilized
PhospholipaseD[P].JapaneseKokaiTokkyoKoho,JP63
123,389
KrinkeO,FlemrM,VergnoleCetal灡,2009.PhospholipaseD
activationisanearlycomponentofthesalicylicacidsignaling
pathwayinArabidopsiscelsuspensions[J].PlantPhysiol灢
ogy,150:424—436
Kudo,Satoshi,1989.PhospholipidDerivatives[P].Japanese
KokaiTokkyoKoho,JP01219,80,285
LambrechtR,Ulbrich灢HofmannR,1992.Afacilepurification
procedureofphospholipaseDfromcabbageanditscharac灢
terization[J].BiologicalchemistryHoppe灢Seyler373,81
LeeH,ChoiM,KohE,1989.Purificationandcharacterization
oftheactivesiteofphospholipaseD[J].KoreanBiochemi灢
calJournalJ22,487—493
LeirosI,McSweeneyS,HoughE,2004.Thereactionmecha灢
nismofphospholipaseDfromStreptomycessp.strainPMF.
Snapshotsalongthereactionpathwayrevealapentacoordi灢
natereactionintermediateandanunexpectedfinalproduct
[J].JournalofMolecularBiology,339:805—820
LeirosI,SecundoF,ZamboneliCetal灡,2000.Thefirstcrystal
structureofaphospholipaseD[J].Structure,8:655—667
LerchnerA,MansfeldJ,KuppeKetal灡,2006.Probingcon灢
servedaminoacidsinphospholipaseD (Brassicaoleracea
var灡capitata)for their importance in hydrolysis and
transphosphatidylationactivity[J].ProteinEngineeringDe灢
signandSelection,19:443
LerchnerA,MansfeldJ,SchffnerIetal灡,2005.Twohighly
homologousphospholipaseDisoenzymesfromPapaversom灢
niferum L.withdifferenttransphosphatidylationpotential
[J].BiochimicaetBiophysicaActa (BBA)灢Molecularand
CelBiologyofLipids,1737:94—101
Liu M,GutowskiS,SternweisP,2001.TheCterminusof
mammalianphospholipaseDisrequiredforcatalyticactivity
[J].JournalofBiologicalChemistry,276:5556
MansfeldJ,Ulbrich灢HofmannR,2009.Modulationofphospho灢
lipaseDactivityinvitro[J].BiochimicaetBiophysicaActa,
1791:913—926
MasayamaA,TakahashiT,TsukadaKetal灡,2008.Strepto灢
mycesphospholipaseDmutantswithalteredsubstratespe灢
cificity capable of phosphatidylinositol synthesis [J].
ChemBioChem,9:974—981
MoraruI,1992.PhospholipaseDsignalinginischemicheart[J].
BiochimicaetBiophysicaActa (BBA)灢MolecularBasisof
7145期暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋苏一兰等:重要生化反应 “转移磷脂酰反应暠的研究进展暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋
Disease,1139:148—154
MorrisA,EngebrechtJ,FrohmanM,1996.Structureandregu灢
lationofphospholipaseD [J].TrendsinPharmacological
Sciences,17:182
MorrisA,Frohman M,EngebrechtJ,1997.Measurementof
phospholipase D activity [J]. AnalyticalBiochemistry,
252:1—9
MotesC,PechterP,YooCetal灡,2005.Differentialeffectsof
twophospholipaseDinhibitors,1灢butanolandN灢acyletha灢
nolamine,oninvivocytoskeletalorganizationandArabidop灢
sisseedlinggrowth[J].Protoplasma,226:109—123
MunnikT,AriszSA,DeVrijeTetal灡,1995.Gproteinactiva灢
tionstimulatesphospholipaseDsignalinginplants [J].
ThePlantCel ,7(12):2197—2210
NakamuraJ,LattimerS,GreeneD,1994.Transphosphatidyla灢
tionofsugaralcoholsanditsimplicationsforthepathogene灢
sisofdiabeticcomplications[J].Diabetologia,37:1147—
1153
OginoC,DaidoH,OhmuraY etal灡,2007.Remarkableen灢
hancementin PLD activityfrom Streptoverticilium cin灢
namoneumbysubstitutingserineresidueintotheGG/GS
motif[J].BiochimicaetBiophysicaActa(BBA)灢Proteins
&Proteomics,1774:671—678
Omodeo灢SaleF,LindiC,PalestiniPetal灡,1991.Roleofphos灢
phatidylethanolinmembranes.Effectsonmembranefluidi灢
ty,tolerancetoethanol,andactivityofmembrane灢bound
enzymes[J].Biochemistry,30:2477
PapahadjopoulosD,VailW,PangbornW etal灡,1976.Studies
onmembranefusion.II.Inductionoffusioninpurephos灢
pholipidmembranesbycalciumionsandotherdivalentmet灢
als[J].BiochimicaetBiophysica Acta (BBA)灢Biomem灢
branes,448:265—283
PappanK,WangXM,1999.PlantPhospholipaseD毩isanacidic
phospholipaseactiveatnear灢physiologicalCa2+ concentra灢
tions[J].ArchivesofBiochemistryandBiophysics,368
(2):347—353
PetersNT,LoganKO,MilerACetal灡,2007.PhospholipaseD
signalingregulatesmicrotubuleorganizationinthefucoidalga
Silvetiacompressa [J].Plantand Cel Physiology,48:
1764—1774
PontingC,KerrI,1996.A novelfamilyofphospholipaseD
homologuesthatincludesphospholipidsynthasesandputa灢
tiveendonucleases:identificationofduplicatedrepeatsand
potentialactivesiteresidues[J].ProteinScience:APubli灢
cationoftheProteinSociety,5:914
PotockyM,Eli昣M,Profotov昣Betal灡,2003.Phosphatidicacid
producedbyphospholipaseDisrequiredfortobaccopolen
tubegrowth[J].Planta,217:122—130
QinC,WangX,2002.TheArabidopsisphospholipaseDfamily.
Characterizationofacalcium灢independentandphosphatidyl灢
choline灢selectivePLDzeta1withdistinctregulatorydomains
[J].PlantPhysiology,128:1057
RakhimovMM,1989.Anewandrapidsynthesisofphospholip灢
ids[J].FiziolRast,36(3):502
RydzewskaG,Jurkowska G,Gabryelewicz A etal灡,1996.
PhospholipaseD mediatedtransphospatidylationasapossi灢
blenewpathwayofethanolmetabolisminisolatedratpan灢
creaticacini[J].JournalofPhysiologyandPharmacology,
47:385—395
SastryPS,KatesM,1965.Biosynthesisoflipidsinplants:I.
Incorporationoforthophosphate灢32Pandglycerophosphate灢
32Pintophosphatidesofchlorelavulgarisduringphotosyn灢
thesis[J].BiochemistryandCelBiology,43:1445—1453
SatoR,ItabashiY,HatanakaTetal灡,2004.Asymmetricin
vitrosynthesisofdiastereomericphosphatidylglycerolsfrom
phosphatidylcholineandglycerolbybacterialphospholipase
D[J].Lipids,39:1013—1018
SecundoF,CarreaG,D曚ArrigoPetal灡,1996.Evidenceforan
essentiallysylresidueinphospholipaseDfromStreptomyces
sp.bymodificationwithdiethylpyrocarbonateandpyridoxal
5灢phosphate[J].Biochemistry,35:9631—9636
ShutoS,UedaS,Itoh H etal灡,1986.Synthesisof5曚灢phos灢
phatidylnucleosidesbyphospholipaseD灢catalyzedtransphos灢
phatidylation[J].NucleicAcidsSympSer,73—76
SungT,RoperR,ZhangYetal灡,1997.Mutagenesisofphos灢
pholipaseDdefinesasuperfamilyincludingatrans灢Golgivi灢
ralproteinrequiredforpoxviruspathogenicity [J].The
EMBOJournal,16:4519—4530
TsunodaM,AkiraS,1988.MethodofProducingPhosphatidic
AcidDerivativeswithImmobilizedPhospholipaseD [P].
JpnKokaiTokkyoKoho,JP6391,089
UesugiY,ArimaJ,IwabuchiMetal灡,2007.C灢terminalloopof
StreptomycesphospholipaseDhasmultiplefunctionalroles
[J].ProteinScience:APublicationoftheProteinSociety,
16:197
UesugiY,MoriK,ArimaJetal灡,2005.Recognitionofphos灢
pholipidsinStreptomycesphospholipaseD [J].Journalof
BiologicalChemistry,280:26143
Ulbrich灢HofmannR,LerchnerA,OblozinskyM etal灡,2005.
PhospholipaseDanditsapplicationinbiocatalysis[J].Bio灢
technologyLetters,27:535—544
VailW,StoleryJ,1979.Phasechangesofcardiolipinvesicles
mediatedbydivalentcations[J].BiochimicaetBiophysica
Acta(BBA)灢Biomembranes,551:74—84
vanBlitterswijk WJ,HilkmannH,1993.Rapidattenuationof
receptor灢induced diacylglycerol and phosphatidic acid by
phospholipaseD灢mediatedtransphosphatidylation:formation
ofbisphosphatidicacid[J].TheEMBOJournal,12(7):
2655—2662
WaltonPA,GoldfineH,1987.Transphosphatidylationactivity
814暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋 暋暋暋暋暋暋暋云暋南暋植暋物暋研暋究暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋第32卷
inClostridiumbutyricum.Evidenceforasecondarypathway
bywhichmembranephospholipidsmaybesynthesizedand
modified [J].Journal of Biological Chemistry,262:
10355—10361
WangX,XuL,ZhengL,1994.Cloningandexpressionofphos灢
phatidylcholine灢hydrolyzingphospholipaseDfrom Ricinus
communisL [J].JournalofBiologicalChemistry,269:
20312—20317
WangX,DevaiahSP,ZhangWetal灡,2006.Signalingfunctions
ofphosphatidicacid[J].ProgressinLipidResearch,45:
250—278
WiliamsSA,YCH,PanagiaV,1995.PhospholipaseDisde灢
pressedindiabeticcardiomyopathy[J].JournalofMolecu灢
larandCelularCardiology,27(5):A30
WilschutJ,D湽zg湽neN,PapahadjopoulosD,1981.Calcium/
magnesiumspecificityinmembranefusion:kineticsofaggre灢
gationandfusionofphosphatidylserinevesiclesandtherole
ofbilayercurvature[J].Biochemistry,20:3126
XieZ,HoW,ExtonJ,2001.ConservedaminoacidsattheC灢
terminusofratphospholipaseD1areessentialforenzymatic
activity [J]. European Journal of Biochemistry,267:
7138—7146
YangH,Roberts M,2003.Phosphohydrolaseandtransphos灢
phatidylationreactionsoftwoStreptomycesphospholipase
Denzymes:Covalentversusnoncovalentcatalysis [J].
ProteinScience:APublicationoftheProteinSociety,12:
2087
YangSF,FreerS,BensonAA,1967.Transphosphatidylation
byphospholipaseD [J].JournalofBiologicalChemistry,
242:477—484
* * * * * * * * * * * * * * *
植物DNA条形码研究项目2010年度会议在昆明成功召开
中国科学院大科学装置开放研究项目——— “依托种质资源库的植物DNA条形码研究暠2010年度会议于2010年8
月12~13日在中国科学院昆明植物研究所成功召开。来自中科院昆明植物研究所、中科院植物研究所、中科院华南
植物园、中科院武汉植物园、江苏省中科院植物研究所、广西植物所、中科院西双版纳热带植物园、深圳仙湖植物
园、中国医科院药用植物研究所、中国中医科学院中药研究所、浙江大学、四川大学、上海交通大学、华东师范大
学、香港中文大学、兰州大学、江西农业大学、四川农业大学等18个科研院所和高校的60余位专家和学者参加了此
次会议。
项目首席科学家李德铢研究员首先介绍和回顾了国际上植物DNA条形码的研究进展和动态,并介绍了该项目从
2009年8月开始实施以来所开展的主要工作和运行情况。他提出:植物DNA条形码研究是中国植物学家面临的历史
性机遇和挑战,建立自主的平台,研究重要植物类群DNA条形码,对生物多样性保护和持续利用以及社会经济发展
具有重要意义,并希望各专题负责人通过此次会议能够达到 “交流、提高、统一、共享暠的目标。
该项目分为四个主要课题,由王红研究员和陈之端研究员主持的 “重要生物类群的采集及DNA条形码的测定与
分析暠课题,其下53个专题负责人或研究骨干汇报了各自的进展情况,并对项目执行过程中取得的经验、遇到的问
题和下一步的工作计划进行了广泛地交流,同时向项目依托单位中科院昆明植物研究所提交了相关研究材料和信息。
该课题取得了重要的阶段性成果,完成了以中国为主要分布中心的50科、60属、1200余种和4000余份的DNA条形
码的测序和分析,高连明副研究员、杨俊波高级工程师和王雨华研究员分别代表各自主持的专题做了工作进展报告。
“DNA条形码的分子标记的筛选暠专题:利用多个DNA条形码候选片段对苔鲜植物、裸子植物和被子植物的主要类
群进行了条形码的筛选和评价,并利用叶绿体全基因组序列的比较筛选可用于植物DNA条形码研究的潜在片段,该
研究取得了良好进展;“种质资源库已保存的野生植物DNA条形码测定与分析暠专题:完成130科、200属、1000余
种和3000多份的DNA条形码的测定和分析,并利用DNA条形码技术更正了一些分类上的错误鉴定;“DNA条形码
数据库体系的建立暠专题:构建了植物DNA条形码数据管理系统 (http://159灡226灡3灡34暶8080),并已正式向项目
组内开放和试运行。目前,上述部分研究成果已在 “MolecularPhylogeneticsandEvolution暠、“MolecularEcologyRe灢
sources暠和 “PlantSystematicandEvolution暠等国际重要学术刊物上发表。
会议结束后,项目组组织各专题负责人和研究骨干,着重在 “植物标本的采集规范和图片的质量要求暠、“植物
DNA条形码研究材料采集策略、规范与要求暠、“植物DNA条形码的选择与数据标准暠和 “植物DNA条形码数据提
交系统暠等方面进行了相关技术培训,与会人员对条形码数据规范和新的数据管理系统进行了认真学习和讨论。
中国科学院昆明植物研究所暋王红
9145期暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋苏一兰等:重要生化反应 “转移磷脂酰反应暠的研究进展暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋