木质素生物合成的研究进展.pdf

第??卷第期!?????% 邯郸学院学报&?() ?+ ?, ??. /?.0 ?+ + 12 1 3% %?年 4月 516 73%89 ?木质素生物合成的研究进展陈建中’葛水莲‘叶嘉‘,3 安军’郭海燕 8+ 邯郸学院生物科学系河北邯郸%:?%%: 3 邯郸市植物研究所河北邯郸%: ?%%: 摘要木质素是一类合成过程非常复杂的大分子聚合物它是植物光合产物继续转化的主要方向之一近年来随着各种技术手段的提高对木质素的合成研究取得了很大的进展本文主要概述了木质素生物合成过程中与之相关的几个重要酶近年的研究结果并对其代谢研究进行了展望关键词木质素生物合成高分子聚合物中图分类号=4> : 文献标识码? 文章编号??? 3%%8 3%%?9 % %%44以收稿日期 3%% ?% ?3% 作者简介陈建中 8 ?4?4一 9男河北沧州人邯郸学院生物科学系讲师硕士木质素 8 Α2. +.9是一类组成和结构都很复杂的苯基丙烷类高分子聚合物从植物学观点来看木质素就是填充于导管管胞及木纤维等纤维束细胞及其他厚壁细胞外的细胞次生壁物质并使这些细胞具有特定显色反应木质素的生物合成过程非常复杂是在多种酶类和非酶类物质的共同协作下进行的期间涉及到多种酶和其它高分子物质Β+Χ’::>?,近年来随着生物化学和分子生物学的发展人们对木质素生物合成代谢的研究也在不断深入?木质素的生物合成途径木质素代谢研究在植物的生长发育及环境适应性方面有重要意义国内外许多专家学者已对其进行了几十年的研究到目前为止关于木质素的合成代谢途径己经提出了多种模型这些模型从不同侧面阐述了木质素的形成虽然现今对木质素的具体代谢步骤还未完全清楚但普遍认为基本可分为个大步骤Β3Χ+ ?首先Δ?<经植物的光合作用形成葡萄糖葡萄糖再经过莽草酸途径一系列酶的催化转化为芳香族氨基酸 8苯丙氨酸酪氨酸和色氨酸等 9第二步是从芳香族氨基酸经过脱氨基轻基化与甲基化等步骤合成轻基肉桂酸类化合物以及轻基肉桂酸醋酞 0 ??类化合物的过程最后一步是将轻基肉桂酸类化合物和轻基肉桂酸酷酞 0?? 类化合物还原为各种木质醇单体 8香豆醇松柏醇芥子醇 9木质醇单体在过氧化物酶 8 61Ε?ΦΓ/?Η 19 或漆酶 8 Ι?ΔΔ?Η19 的催化作用下逐步脱氢聚合最终形成结构复杂的木质素这个过程称为木质素合成的特异途径ΒΧ’::因为莽草酸代谢途径己经基本清楚近几年的研究重点大都在苯丙氨酸途径和木质素合成特异途径这两个阶段下图是对从苯丙氨酸和酪氨酸开始的木质素一般合成途径的简单概括实际植物组织中的木质素代谢途径远比图中表明的复杂其中参与此过程的酶有十几种中间产物有二十种以上Β>Χ 3:在不同植物中参与木质素合成的各种酶的专一性不同对各种底物的催化活性也存在差异因此不同植物的木质素生物合成途径不一定完全相同很可能是多条途径交互作用的结果 3参与木质素合成代谢的关键酶植物组织中的木质素合成途径非常复杂合成过程的随机性很大目前己知就有?%种以上的酶参与了此代谢过程还有几个代谢步骤的具体酶尚未确定有研究表明某些酶失活或活性降低并不影响木质素的合成速度而有些酶则属于木质素合成过程中不可缺少的这些酶一般都是关键酶其活性高低会明显影响木质素的代谢速度和最终组成Β:+? 44 3?苯丙氨酸解氨酶 0?%五仃Κ乡?Λ争Μ五仃酸小酞魏丁+Ν魏一咖料护 0ΙΛ‘卜阿>0Ι