关于植物线粒体酶活性测定

什么是植物酶活性？

       酶活性通常是植物中生长虫子的目标。酶是生物催化剂。就像其他催化剂一样，它们会降低活化能，从而使反应以所需的方向进行。线粒体是呼吸作用的场所，通过氧化磷酸化产生化学能。它们的主要作用被视为通过三羧酸 (TCA) 循环氧化有机酸，以及与电子转移到 O2 耦合的 ATP 合成。TCA 循环酶对植物碳代谢至关重要，并为电子传递链 (ETC) 酶提供还原剂，从而驱动 ATP 合成。单个酶的活性将决定新陈代谢的流量，从而决定呼吸速率的下游结果。线粒体酶活性的测量，例如 TCA 循环和 ETC 的成分，可以提供对线粒体功能调节的深入了解。这些酶的活性在不同的发育阶段、在不同的组织中、并响应环境条件。在本章中，详细描述了 TCA 循环酶和许多 ETC 复合酶的酶促检测方法。

       植物细胞中的能量代谢需要叶绿体和线粒体活性之间的平衡，因为它们分别是碳水化合物和还原当量的生产者和消费者。最近，我们发现拟南芥紫色酸性磷酸酶 2 (AtPAP2) 是一种双锚定在叶绿体和线粒体外膜上的磷酸酶，过表达可以促进拟南芥的植物生长和种子产量。通过协调两个细胞器的活动。然而，当 AtPAP2 仅在叶绿体中过表达时，生长促进作用不太理想，这表明需要活性线粒体来驱散叶绿体中过量的还原当量，以维持植物的最佳生长。当 AtPAP2 仅在线粒体中过表达时，对植物生产力的危害甚至更大。尽管这些品系含有高水平的三磷酸腺苷 (ATP)，但它们表现出低叶蔗糖、低种子产量和早衰。这些转基因品系可以成为研究过度活跃的叶绿体或线粒体如何影响其对应物的生理学以及它们如何改变细胞代谢和植物生理学的有用工具。比较蛋白质组学广泛用于检测蛋白质变化，尤其是与植物对发育、疾病或环境的反应有关的差异丰度蛋白质 (DAP)。一旦确定了 DAP，就必须验证其丰度的任何变化，以及它们在所研究的生物过程中的作用。除了通过定量 RT-PCR、免疫印迹和多反应监测分析进行常见确认外，有人提出酶活性测定 (EAA) 可以作为标准蛋白质组学结果的补充，特别是在阐明蛋白质（酶）功能和酶相关生化或代谢途径的机制。这里讨论的酶是比较植物蛋白质组学中鉴定的 DAP。尽管蛋白质组中的酶数量很少，它们通常占比较研究中确定的 DAP 的很大一部分。目前，只有少数研究使用 EAA 来补充蛋白质组数据的解释，尤其是基于活性的蛋白质分析。这一观点旨在引起蛋白质组学研究人员对 EAA 在植物蛋白质组学中的潜在作用的关注，并强调在比较植物蛋白质组学中对酶活性进行高通量测定的必要性。

      植物转化酶酶法测定的另一种方法开发了另一种偶联方法用于植物转化酶的酶促测定。在该方法中，在磷酸烯醇丙酮酸和 NADH 存在下，由葡萄糖和果糖（转化酶的水解产物）磷酸化产生的 ADP 与丙酮酸激酶和乳酸脱氢酶对 NADH 的氧化偶联。通过使用来自面包酵母的纯化转化酶和来自三种不同物种的植物材料的蛋白质制剂，将该方法与用于连续和不连续测定的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶方法进行了比较。该方法适用于过滤和浓缩的粗提物。统计分析表明，替代方法的准确性与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶法相似。