镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶研究进展

镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶(ChlM)是叶绿素合成过程中的关键酶,对光合自养生物中叶绿素合成、叶绿体的正常发育以及光合作用的顺利进行起到至关重要的作用。ChlM不仅影响着光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)的形成以及脱落酸(ABA)的信号转导,还可以通过调控镁螯合酶H亚基基因(ChlH)表达而影响镁螯合酶活性。ChlM的产物可能参与叶绿体到细胞核的反向信号转导,同时,ChlM受到光照、叶绿体内氧化还原状态和叶片中叶酸含量等因素的影响。本文主要综述镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶的结构特点、作用机制、酶活性调控及其参与的代谢调节,并展望镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶的研究前景,以期为进一步深入研究并提高植物光合效率提供参考。

水稻镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶突变对光系统Ⅱ的影响

镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶(Chl M)是叶绿素合成途径中的关键限速酶之一,在植株生长发育过程中发挥着重要作用。为研究Chl M对植物光合特性的影响,以水稻突变体chlm及其野生型为材料,对叶片中的叶绿素含量、叶绿体超微结构、叶绿素荧光特性及光合系统相关基因的表达进行分析。结果表明,突变体chlm叶片中叶绿素a和叶绿素b的含量显著下降,基粒类囊体发育异常,叶绿素荧光强度降低,单位面积上PSⅡ的光能吸收、光能捕获、电子传递、热耗散等光合能量流减少,PSⅡ反应中心的数量和性能降低,以单位面积为基础的PSⅡ性能指数随之下降;但突变体chlm中PSⅡ相关的放氧复合体、电子传递链等有效光合机构未受到明显损伤,能量流的各量子产额也未受到明显影响,IP相最大幅度和基于吸收光能的PSⅡ性能指数均有所提升。此外,突变体chlm中PSⅡ相关基因的表达调控并无异常。综上,突变体chlm叶片中光合作用的能量流降低了,但其光系统Ⅱ机构仍能较高效地将所吸收的光能用于光合作用。本研究结果为突变体chlm的进一步应用提供了一定的理论依据。

春兰组培苗镁原卟啉IX甲基转移酶基因克隆及功能分析

镁原卟啉IX甲基转移酶(ChlM)是叶绿素合成途径中的关键限速酶之一,在植株生长发育过程中发挥着重要作用。为了了解春兰中ChlM的功能,从春兰‘宋梅’组培苗中克隆了ClChlM1基因。该基因开放阅读框全长945 bp,编码314个氨基酸序列。序列比对显示ClChlM1含有Mg-por_mtran_C结构域,亚细胞定位结果显示该基因定位在叶绿体上。在烟草中过量表达ClChlM1,叶片叶绿素含量及ALA比野生型增加。另外,过量表达烟草叶片面积也大于野生型。在过量表达转基因株系中,编码谷氨酸酯-1-半醛2,1-氨基变位酶(Gsa),叶绿素a/b结合蛋白(LHCB),镁离子螯合酶CHLI和镁离子螯合酶CHLH的基因表达上调。

血红素氧合酶-1抑制剂锌原卟啉Ⅸ对裸鼠胃癌腹膜转移的抑制作用

背景:前期研究证实血红素氧合酶-1(HO-1)是与人胃癌腹膜高转移细胞株GC9811-P具有亲和力的多肽序列PⅢ的天然配体,两者结合可能抑制胃癌的腹膜转移。目的:探讨HO-1抑制剂锌原卟啉Ⅸ(ZnPPⅨ)对裸鼠胃癌腹膜转移的抑制作用及其可能机制。方法:48只BALB/c裸鼠经GC9811-P胃癌组织块胃壁原位种植建立胃癌腹膜转移模型后随机分为3组,于术后1周起分别予ZnPPⅨ、钴原卟啉(CoPPⅨ,HO-1诱导剂)或铜原卟啉(CuPPⅨ,阴性对照)40μg隔日腹腔注射。术后第23d每组取6只裸鼠处死,测定腹膜转移结节数量、体积、质量和腹水量。其余裸鼠用于存活率实验,于出现明显生命衰竭体征时处死,以免疫组化方法检测腹膜转移瘤中CD31标记的肿瘤微血管密度(MVD),以酶联免疫吸附测定(ELISA)检测血管内皮生长因子(VEGF)含量。结果:与CoPPⅨ组和CuPPⅨ组相比,ZnPPⅨ组荷瘤裸鼠腹膜转移结节数量、体积、质量和腹水量均显著减低(P<0.05),生存期延长(P<0.01),腹膜转移瘤MVD和VEGF含量降低(P<0.05)。结论:HO-1参与了胃癌腹膜转移的调控,其抑制剂ZnPPⅨ可能通过抑制肿瘤血管发生而抑制裸鼠胃癌腹膜转移。

ZnPP Ⅸ对肝癌耐药细胞株Bel/Fu表达HO-1、GST-π及化疗敏感性的影响

目的评估锌原卟啉(ZnPP)Ⅸ对肝癌耐药细胞株化疗药物敏感性及其表达血红素加氧酶-1(hemeoxygenase,HO-1)和谷胱甘肽-S-转移酶-π(glutathione-S-transferase-π,GST-π)的影响,探讨ZnPPⅨ作为化疗耐药逆转剂的可能性及相关作用机理。方法①ZnPPⅨ作用于肝癌耐药细胞株Bel/Fu后,应用MTT法检测阿霉素、丝裂霉素及5-氟尿嘧啶的半数抑制浓度(IC50)。②不同浓度ZnPPⅨ作用于Bel/Fu细胞后,应用RT-PCR法检测细胞HO-1及GST-πmRNA的表达量。结果 ZnPPⅨ作用于Bel/Fu细胞24 h后,各化疗药物的IC50均明显降低(P<0.05);HO-1 mRNA及GST-πmRNA的表达量显著降低(P<0.01),且均呈剂量依赖趋势(P<0.01)。结论 ZnPPⅨ通过抑制HO-1和GST-π的表达,使肝癌耐药细胞株的化疗敏感性增高。ZnPPⅨ可作为一种潜在的化疗耐药逆转剂。