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上海科学家发现植物花药质体中脂肪酸代谢新途径

2011-06-30 00:00 张大兵教授研究团队 上海交通大学 阅读 0
核心摘要: 上海交通大学张大兵教授研究团队发现了植物花药质体中脂肪酸代谢的新途径,研究了DPW蛋白在花药及花粉外壁发育中的作用,揭示了植物质体将脂肪酸转化为脂肪醇的功能。

上海交通大学张大兵教授研究团队与美国、德国等科研小组合作,经过近7年的研究,成功克隆并鉴定了一个参与单子叶植物水稻花药及花粉外壁发育的脂肪酰基载体蛋白还原酶(Fatty Acyl Carrier Protein Reductase),命名为DPW(Defective Pollen Wall),并提出了花药表皮和花粉外壁发育的新途径。该研究成果于2011年6月24日发表在《植物细胞》(The Plant Cell)上。

脂肪醇是一类广泛存在于植物、动物、藻类等生物体中的脂类分子,以游离态或与其他分子结合态的形式,作为植物和昆虫表皮、动物皮肤等组织结构的重要细胞组分。长期以来,人们对脂肪醇合成的生化分子机制了解甚少。花药表皮和花粉外壁是植物雄性生殖细胞的重要保护结构,可保护花粉免受外界环境和病菌侵害,同时花粉外壁物质在花粉与柱头的相互识别过程中发挥关键作用。

该研究揭示,DPW蛋白定位于质体中,重组蛋白能够以脂肪酰基载体蛋白为底物,将C16脂肪酸还原为其相应的脂肪醇,从而参与花药及花粉外壁的合成。通过遗传互补等实验证明,DPW在双子叶植物拟南芥中具有保守的生物学功能。这项研究证明了植物质体除了具有合成脂肪酸的能力外,还具备将脂肪酸转化为脂肪醇的功能。此外,此前有报道认为动物和植物中的脂肪酸还原酶(Fatty acid reductase, FAR)的底物是脂肪酰辅酶A(fatty-acyl CoAs),而该研究则证明DPW(FAR类似蛋白)的最适底物为脂肪酰基载体蛋白(fatty acyl-ACP)。

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