[發明專利]一種依賴焦磷酸的磷酸果糖激酶及其編碼基因的應用

無效

• 申請號: 201310096439.4
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN103146663A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 龍翔宇;唐朝榮;戚繼艷;陽江華;方永軍;秦云霞
• 申請（專利權）人: 中國熱帶農業科學院橡膠研究所
• 主分類號: C12N9/12
• 分類號: C12N9/12;C12N15/54;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/21;C12N15/70;C12R1/19
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王慧鳳

技術領域

本發明涉及一種橡膠樹依賴焦磷酸的磷酸果糖激酶及其編碼基因與應用。

背景技術

糖酵解是存在一切生物體內糖分解的普遍途徑，該途徑在細胞質中分解葡萄糖生成丙酮酸，此過程中有少量ATP和NADH生成，同時還會產生一些重要的前體代謝物，為生物體提供必須的碳源和能源，是處于中樞位置的代謝途徑（Plaxton,WC.The?organization?and?regulation?of?plant?glycolysis.Annu.Rev.Plant?Physiol.Plant?Mol.Biol..1996;48:185-214.）。因此，糖酵解過程的精確調節，在生物體的生長發育及生物與非生物脅迫中起著重要作用，以滿足機體的需要并保持內環境的穩定，而此過程中的調控及調節主要是通過調節酶的活性來實現的(Danson?J,Wasano?K,Nose?A.Infection?of?rice?plants?with?the?sheath?blight?fungus?causes?an?activation?of?pentose?phosphate?and?glycolytic?pathways.Eur.J.Plant.Pathol..2000;106:555-61.Mutuku?M,Nose?A.Changes?in?the?contents?of?metabolites?and?enzyme?activities?in?rice?plants?responding?to?Rhizoctonia?solani?(Kuhn)infection:activation?of?glycolysis?and?connection?to?phenylpropanoid?pathway.Plant?Cell?Physiol..2012;53(6):1017-32.)。很多研究認為磷酸果糖激酶是糖酵解途中的一個限速酶，糖酵解的速度取決于此酶的活性，并且它的存在可以作為糖酵解途徑存在的標志(Racker?E.The?rate-limiting?steps?in?glycolysis.Trends?Biochem?Sci..1984;9:516.)。根據磷酸果糖激酶催化反應提供能量和磷酸基的不同，分為依賴ATP的磷酸果糖激酶（PFK-1，EC2.7.1.11），另一類依賴焦磷酸（PPi）的磷酸果糖激酶（PFP，EC2.7.1.90）（Botha?A,Botha?F.Pyrophosphate?dependent?phosphofructokinase?of?Citrullus?lanatus:molecular?forms?and?expression?of?subunits.Plant?Physiol.1991;96:1185-92.Podesta?FE,Plaxton,WC.Regulation?of?cytosolic?carbon?metabolism?in?germinating?Ricinus?communis?cotyledons.1.Developmental?profiles?for?the?activity,concentration,and?molecular?structure?of?the?pyrophosphate-dependent?and?ATP-dependent?phosphofructoinase,phosphoenolpyruvate?carboxylase?and?pyruvate?kinase.Planta.1994;194:374-380.）。與磷酸果糖激酶（PFK-1）相比，磷酸果糖激酶（PFP）同樣作用于果糖-6-磷酸生成果糖-1,6-雙磷酸，但提供能量及磷酸基不是ATP而是焦磷酸（PPi），且此催化反應為可逆反應。眾多的研究結果表明這個特殊的酶在細菌及綠色植物中也廣泛存在，并且認為此酶同樣分布在胞質中，在哺乳動物中還未見報道，因此一些研究人員提出與哺乳動物不同在植物中可能存在著一條依賴于PFP的糖酵解途徑(O’Brien?WE，?Bowien?S，?Wood?HG..?Isolation?and?characterization?of?a?pyrophosphate-dependent?phosphofructokinase?from?Propionibacterium?shermanii.J.Biol.Chem..1975；250：8690-5.)。PFP廣泛的存在于植物生物合成旺盛的組織，果糖-2，6-雙磷酸為PFP關鍵調節劑，但對植物PFP-1活性無影響，而在哺乳動物中果糖-2，6-雙磷酸對PFP-1具有明顯的活化效應(Stitt，M.Fructose-2，6-bisphosphate?as?a?regulatory?molecule?in?plants.?Annu.?Rev.Plant?Physiol.Plant?Mol..1990；41：153-158.)。這種植物與動物之間調節方式的差異意味著PFP在植物糖酵解途徑調節中占有重要的地位。磷酸果糖激酶主要有兩種，一個是依賴于ATP的(PFK)，一個是依賴PPi(PFP)的，但是有相同的磷酸果糖激酶的功能，區分主要是通過序列比對來區分的，PFK與PFP的序列不同。