对羟苯基丙酮酸双加氧酶的研究进展

农药作用靶标或作用机制的创新是农药科学研究需要解决的关键科学问题之一。对羟苯基丙酮酸双加氧酶(4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPPD)是生物体酪氨酸代谢途径中的关键酶,在不同的生物体内参与的代谢路径不同。前期的研究表明,HPPD抑制剂在医药和除草方面发挥了较大的作用,而近期的研究发现其在抑菌和杀蚊等方面也表现出了潜在的应用价值。本文概述了HPPD在不同生物体中的生理功能,介绍了HPPD在人、植物、吸血节肢动物、真菌体内参与的代谢过程,总结了不同种属来源HPPD的三维结构,概述了HPPD作为靶标在医药以及农药(除草、杀虫、杀菌等)方面的研究现状并进行了展望。

对羟基苯基丙酮酸双氧化酶抑制剂筛选方法研究进展

对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)是植物体正常生长所必需的质体醌和生育酚生物合成路径中的关键酶,已成为当前最重要的除草剂作用靶标之一。发展快速、可靠的HPPD抑制剂筛选方法对研究小分子化合物与HPPD之间的相互作用,以及开展基于靶酶结构的新型HPPD抑制剂设计均具有重要意义。结合HPPD的结构和功能,文章从生物分析的角度分别就高效液相色谱、同位素标记、偶联法、电化学及简易筛选模型等方法在HPPD抑制剂筛选中的运用进行了总结,并对发展HPPD抑制剂的高通量筛选方法进行了展望。

对羟苯基丙酮酸双氧化酶抑制剂的研究进展

本文对对羟苯基丙酮酸双氧化酶抑制剂(HPPD)的发现、作用机制、结构与活性、合成方法及主要新品种加以概述。

紫苏4-羟苯基丙酮酸双加氧酶基因片段的克隆及表达分析

为获得紫苏迷迭香酸合成途径旁路中的4-羟苯基丙酮酸双加氧酶(HPPD)基因,采用同源克隆的方法,根据已报道的其他植物的HPPD基因序列设计合成简并引物,克隆得到紫苏HPPD基因片段,命名为PerHPPD-1,该片段长663 bp,编码221个氨基酸。通过氨基酸比对分析发现,其氨基酸序列与丹参和彩叶草的HPPD基因片段一致性分别为66.36%和77.93%,系统进化树分析又进一步表明该片段与唇形科植物的亲缘关系最近。荧光实时定量PCR检测结果显示,PerHPPD-1基因在紫苏根、茎、叶中均有表达,在叶中表达量最高,其次为茎、根。激素(赤霉素、茉莉酸甲酯、脱落酸)处理可在一定程度上上调PerHPPD-1在叶中的表达水平。

黄连对羟苯基丙酮酸双加氧酶的原核表达和酶学性质

为了研究黄连对羟苯基丙酮酸双加氧酶(CjHPPD)的功能和性质,在E.coli中异源表达其编码cDNA得到了重组的CjHPPD.经HPLC和LC-MS检测确定重组CjHPPD具有催化对羟苯基丙酮酸形成尿黑酸的酶活性.酶学特性分析表明,CjHPPD催化尿黑酸形成的最适pH值为6.5,产物尿黑酸的积累至少在反应开始10min内随时间呈线形增长,最适反应温度为30℃.以ρ-HPP为底物进行底物亲和性分析表明,CjHPPD符合Michaelis-Menten动力学曲线,Km值为43.2μmol/L.结果表明,CjHPPD的Km值明显高于其他已报道的植物HPPD的Km值,高Km使得CjHPPD具有较强除草剂抗性.

紫苏羟苯基丙酮酸还原酶基因片段的克隆及表达分析

为了克隆紫苏迷迭香酸生物合成途径中的羟苯基丙酮酸还原酶基因(Hydroxy phenylpyruvate reductase gene,HPPR),通过已报道的其他物种的HPPR基因序列设计特异性引物,采用同源克隆的方法成功克隆得到了紫苏HPPR基因片段,并命名为PfHPPR(GenBank登录号:HM152567.1),该片段长为426bp,共编码142个氨基酸残基。根据蛋白比对结果,PfHPPR基因编码的氨基酸序列与彩叶草、鼠尾草和丹参的一致性分别为92%、93%和92%。采用半定量RT-PCR法分析该基因在紫苏叶中的表达最高,茎次之,根中相对较弱。内源性植物激素信号分子及外界刺激对PfHPPR表达量影响的实验表明PfHPPR的表达受脱落酸、水杨酸和UV-B信号调控途经的影响。

尿液中对羟苯基丙酮酸的分光光度法测定

研究了分光光度法测定对羟苯基丙酮酸 ;实验表明在碱性介质中 ,对羟苯基丙酮酸的λmax=329nm,其含量在0.001～2mg/L范围内与吸光度值呈良好的线性关系 ,摩尔吸光系数ε为5.26×104L·mol-1·cm-1,方法检出限为0.0078mg/L(以3σ计 ) ;该法操作简单、快速 ,无需昂贵的仪器 ,数据重现性好 ,其最大的优点是可以有效地消除同类物质如对羟苯基丙氨酸、对羟苯基丙乳酸和对羟苯基丙酸等的干扰 ,是测定微量对羟苯基丙酮酸的特效方法 ;该法应用于尿液中对羟苯基丙酮酸的测定 。

对羟基苯基丙酮酸双氧化酶及其抑制剂的研究进展

对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPPD)是一种亚铁非血红素酶,在酪氨酸分解代谢中起到重要作用.本文综述了除草剂的新靶标HPPD及相关抑制剂的结构、活性以及作用机制.综述了HPPD作用机理的相关研究,并对该领域的发展方向做了展望.

以对羟基苯基丙酮酸双氧化酶为作用靶标的除草剂研究进展

本文对近年来新发现的除草剂靶标HPPD的研究进展情况作了简单的概述,重点总结了有关HPPD的结构生物学以及除草剂的作用机理、构效关系。

氯苄经八羰基二钴催化双羰基化合成苯基丙酮酸

报道了在氢氧化钙存在下,氯苄经八羰基二钴催化双羰基化合成苯基丙酮酸的方法。主要研究了八羰基二钴对不同的卤代芳烃催化双羰基化的活性,以及温度、压力、溶剂极性对单、双羰基化反应的影响,通过选择适当的反应条件,获得了氯苄经催化双羰基化合成苯基丙酮酸最高产率达92.2%的最佳条件。产品经元素分析、熔点测定及质谱、紫外、核磁、红外检测均符合苯基丙酮酸结构。并对该反应的催化机理进行了讨论。

钯氮膦配体络合物催化双羰基化合成苯基丙酮酸甲酯

本文研究了用钯单膦配体作为催化剂的氯苄双羰基化生成苯基丙酮酸甲酯的催化反应。考察了反应温度、反应压力及催化剂用量对反应的影响。结果表明反应压力达６０ＭＰａ后产率无明显变化；反应温度在３７３Ｋ时，产率和选择性都达到最大值；催化剂用量有一最适宜值，配体不同此值也不同。文中也讨论了双羰基化反应机理。

含咪唑啉酮结构的吡唑类对羟基苯基丙酮酸双加氧酶抑制剂的除草活性及选择性研究

对羟基苯基丙酮酸双加氧酶(HPPD)是一种重要的除草剂作用靶标。为了发现具有高活性和高选择性的新型HPPD抑制型除草剂,对前期合成的23个含咪唑啉酮结构单元的吡唑类衍生物(2A^2W)进行了深入的生物活性评价和构效关系研究,比较了它们对拟南芥HPPD(At HPPD)和人源HPPD(h HPPD)抑制活性的差异,从酶水平上总结了该类化合物的结构-活性关系和种属选择性规律,从活体植株水平研究了它们的除草活性。结果表明:部分化合物表现出良好的除草活性和作物安全性,其中化合物2E和2G在150 g/hm2剂量下对荠菜、繁缕、小藜和棒头草抑制活性达到80%以上,且其对作物的安全性也明显优于商品化除草剂硝磺草酮。此外,化合物2P在酶水平上的选择性倍数高达93倍,展示出良好的应用潜力。

黄连对羟基苯基丙酮酸双加氧酶基因的植物表达载体构建

目的:构建除草剂抗性基因黄连对羟基苯基丙酮酸双加氧酶的植物表达载体。方法:通过PCR从重组质粒pGWB2/Cjhppd中扩增出大小为1 300bp的目的片段,亚克隆到pGEM-T easy上。BamHⅠ和SpeⅠ双酶切pGEM-T Easy/Cjhppd和质粒pCambia1 301,回收得到1 300bp的Cjhppd基因片段和开环质粒pCambia-1301-UbiN,用T4连接酶连接,得到重组质粒,利用三亲法将其导入农杆菌EHA105中。结果:成功得到农杆菌EHA105的阳性菌落,菌落PCR扩增得到和预期大小一致的1300bpDNA片段。结论:成功将具有除草剂抗性的Cjhppd构建到了含有玉米泛素启动子Ubi和选择性标记基因Hpt的植物表达载体pCambia-1301-UbiN/Cjhppd,并导入根癌农杆菌EHA105中,可以用于水稻等单子叶植物的遗传转化。

对羟基苯基丙酮酸双氧化酶作用靶标的研究进展

对除草剂靶标对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)的研究进展情况作了简要的概述,总结了植物体内HPPD的作用机制和HPPD抑制剂的作用机制,重点以NTBC为例综述了NTBC与对羟基苯基丙酮酸双氧化酶的作用研究来阐明抑制剂对HPPD酶的抑制机理.研究表明抑制剂NTBC与靶标HPPD的强亲和力主要通过两个氧原子与Fe″的二齿配位和蛋白质口袋中芳环间的π-堆积力作用,其中芳环间的π-堆积力起主要作用.

抑制羟苯基丙酮酸二氧酶的三酮类除草剂的结构与活性关系

新近农药工业中,作用方式以抑制对羟苯基丙酮酸酯二氧酶(HPPD)为靶标的除草剂取得令人兴奋的进展。无论现在还是过去,许多主要农药公司都在这方面进行了研究。1982年,捷利康农药公司在进行三酮类的2-苯甲酰基-1,3-环已烷二酮除草剂的研究时。

新型白化型除草剂靶标酶对羟苯基丙酮酸双加氧酶及其耐性转基因植物研究进展

对羟苯基丙酮酸双加氧酶(ρ-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPPD;EC 1.13.11.27)催化生物体内对羟苯基丙酮酸与O2作用形成尿黑酸的反应,是植物体中质体醌和生育酚生物合成途径的关键酶。当其活性受到抑制时,植物体中作为类胡萝卜素生物合成途径中最终电子受体和光合链电子传递体的质体醌的生物合成受阻,进而导致类胡萝卜素合成减少,光合链电子传递受阻,致使植物体出现白化症状。目前已经开发了多种以HPPD为靶标的除草剂,该类除草剂及抗除草剂转基因植物研究具有广阔的前景。对这一新型白化型除草剂靶标酶以及耐该类除草剂转基因植物的研究进展作了简要综述。

比色法快速分析苯丙酮酸含量的研究

研究了一种快速定量分析苯丙酮酸和 β-苄基 -α-苯丙酮酸混合物的方法。在冰醋酸和二甲亚砜的水溶液中 ,苯丙酮酸可以和 3价铁离子生成一种蓝绿色的配合物 ,该化合物在 640 nm处有最大吸收 ,而β-苄基 -α-苯丙酮酸却没有这一显色现象。利用此原理可以快速分析混合物中苯丙酮酸的含量。同时 。

重组大肠杆菌全细胞催化合成D-苯基乳酸的研究

共表达D-乳酸脱氢酶和甲酸脱氢酶的重组大肠杆菌能够催化苯基丙酮酸生产D-苯基乳酸。为了进一步提高D-苯基乳酸的产量,本研究优化了重组大肠杆菌全细胞转化的反应条件。结果表明,当pH为5.5～6.0、底物浓度为50～60mM、菌体浓度为OD600nm=75时,D-苯基乳酸产量最高,分批补加苯基丙酮酸时最高D-苯基乳酸产量达114m M。

HPPD抑制剂的研究进展

对新型除草剂对羟苯基丙酮酸双氧化酶 (HPPD)抑制剂的发现过程、作用机制、结构特征。

新型3-羟亚甲基吡咯烷-2,4-二酮衍生物的合成与除草活性研究

为了进一步研究3-羟亚甲基吡咯烷-2,4-二酮类化合物构效关系,以期发现高活性化合物,利用19种酮酸酯与氨基酸酯合成了19个未见文献报道的新型3-羟亚甲基吡咯烷-2,4-二酮衍生物,其结构均经过1HNMR,IR和元素分析确证.初步生物活性测试结果表明,其生长抑制活性高于对照药HPPD抑制剂磺草酮.与已报道的高活性化合物相比,对油菜的抑制率明显得到提高,但对稗草的生长抑制没有明显的改善.