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苯丙氨酸解氨酶综述2
苯丙氨酸解氨酶
摘要: 本文从前言介绍了PAL基本特性(基本性质、酶学性质和分子结构)、苯
丙氨酸解氨酶的研究意义(植物生理代谢上的意义和医疗上的意义)、PAL 研究
现状(产PAL微生物的选育及其稳定性研究8-、，与其氨基酸组成相一致。
PAL的酶学性质
PAL催化L- Phe解氨生成反式肉桂酸，进入苯丙烷代谢途径，生成香豆酸、阿
魏酸、芥子酸等中间产物进一步转化
为香豆素、绿原酸，也可以形成CoA
酯，进一步转化为类黄酮、木质素等
次生代谢产物。当过量的氨存在且
pH10时，PAL能催化肉桂酸氨化生成
L- Phe。
PAL酶反应
玉米PAL具有酪氨酸解氨酶(Tyrosine ammonialyase，TAL)活性，能催化酪氨酸解氨生成对香豆酸。但TAL的活性很低。推测PAL具有PAL和TAL两种酶形式，但不同的植物两种酶形式的比(PAL/TAL)不同。由于PAL和TAL最适pH不同，因此不同的文献会出现不同的PAL/TAL。
除个别生物如粘红酵母的L- PAL在底物为NH4+时的酶促反应符合经典的米氏方程外，大多数生物的PAL动力学曲线并不遵循米氏方程，一方面由于有多种底物如酪氨酸和苯丙氨酸会竞争PAL的活性位点[3];另一方面由于PAL具有别构酶的特征，与一些配体结合时亚基之间表现出协同效应。这有利于植物一旦在受到伤害或其它外来因素的影响时能迅速做出应答以适应环境变化。豆(Phaseolus vulgaris L.)PAL的4种同工酶中，各自作用时都显示出正常的米氏酶促动力学曲线，但同时存在时就呈现协同效应，效应强弱与底物有关[4]。
各种来源的PAL Km不同，为10- 4,10- 2mmol/L之间。 ×10 - 4mmol/×10- 4mmol/L。×10- 2mmol/L。小麦的Km有2个，×10- 4mmol/×10- 4mmol/L。豆PAL 的4 种同工酶的Km 、、、。 PAL的分子结构
不同来源的PAL分子量不同，同种生物PAL采用不同的方法测得的分子量也有所不同。大体上介于220,330kDa。 PAL基因PAL是多基因家族。在一组染色体中含有一到多个PAL基因，随植物不同而异。烟草PAL由2,4个独立基因编码。欧芹(Petroselinum crispum)PAL至少由4个基因编码[5]。例外的是火炬松PAL仅有一个PAL基因[6]。
X-ray structure of PAL [7]
对豆(Phaseolus vulgaris L.)PAL的DNA进行Southern印迹杂交发现，其含有3
(gPAL2和gPAL3)的核苷酸已测序。gPAL2含一个不同的PAL基因，其中2个基因
个开放阅读框和1720个碱基对的内含子，编码含712个氨基酸的多肽。gPAL3含一个447个碱基对的内含子，编码含710个氨基酸的多肽，与gPAL2编码的多肽有72%同源性。用小麦PAL基因的PCR片段为探针，从小麦核DNA基因库中筛选出两个高度同源、紧密连锁、转录方向相同的小麦PAL基因(PAL1与PAL2)，两者的核酸序列同源性达93%。利用PAL1特异片段进行Southern杂交分析发现，该基因在小麦基因组中具有多个拷贝。松树(Pinusbanksiana)PAL基因家族有8,10个基因，其中5个基因(PAL1- PAL5)已被测序。%,%的同源性。Whetten用多克隆抗体来识别火炬松PAL亚基，获得cDNA，PCR扩增后测定PAL基因序列，发现其和被子植物水稻、豆、甘薯的cDNA有60%,62%的同源性。，并测定了全部核苷酸序列，发现含有6个内含子，结构基因上游有一段富含C+T的序列。目前已有多种植物的PAL基因已测序并在Gene Band注册。
二、本课题的研究意义 1 PAL在植物生理代谢上的意义
苯丙烷类途径可生成反式肉桂酸、香豆酸、阿魏酸、芥子酸等中间产物, 这些中间产物可进一步转化为香豆素、绿原酸, 也可形成反式香豆酯酰辅酶A, 再通过多条途径进一步转化为木质素、黄酮、异黄酮、生物碱、苯甲酸酯糖苷等次生代谢产物。这些产物在植物的生长发育过程中起着重要的作用, 而这些含量总是与PAL的活性密切相关, 因此PAL对植物的生理意义非常重要。 在细胞分化和木质化中的作用
20世纪70年