姬向楠，何 非，段長青，王 軍*

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，葡萄與葡萄酒研究中心，北京 100083)

糖基轉(zhuǎn)移酶(glycosyltransferases，GT；EC 2.4.x.y)幾乎存在于所有有機(jī)體中，催化糖基的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，將糖基從活化的供體分子轉(zhuǎn)移到受體分子上，是最重要的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)之一，直接參與二糖、單糖苷、低聚糖、聚糖苷和多糖的生物合成[1]。糖基供體分子包括雙糖或多糖、1-磷酸糖、核苷-2-磷酸糖、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸[2]。植物中最常見的糖基供體為UDP-葡萄糖[3-4]，此外還有UDP-半乳糖、UDP-鼠李糖、UDP-木糖和UDP-葡萄糖醛酸等[5-10]。常見的糖基受體除了單糖、低聚糖和多糖外，還包括非碳水化合物，如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、抗生素、固醇、酚類物質(zhì)、萜烯類物質(zhì)、氰醇、植物激素、生物堿、植物毒素和外源物質(zhì)(如除草劑和殺蟲劑)等[3,11-15]，其糖基化部位在受體分子的O(—OH、—COOH)、N(—NH2)、S(—SH)和C(C—C)原子上[3-4]，生成相應(yīng)的糖苷或糖酯[15-16]。糖基化可以改變受體分子的親水性、化學(xué)穩(wěn)定性、生物活性、亞細(xì)胞定位，有助于其在細(xì)胞內(nèi)和生物體內(nèi)的運(yùn)輸和貯藏等[3-4,17-18]。

由于這類酶催化的底物種類繁多，其在植物生長發(fā)育、代謝調(diào)節(jié)、解除內(nèi)外源毒素毒性及次生代謝產(chǎn)物合成、貯存等方面具有重要作用。本文就與次生代謝產(chǎn)物、植物激素及生物同/異源物質(zhì)糖基化相關(guān)的UDP-糖基轉(zhuǎn)移酶的生化及分子生物學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 GT的分類和UGT的命名

1.1 GT的分類

CAZY數(shù)據(jù)庫(carbohydrate-active enzyme database)收錄來自不同生物編碼GT基因序列已超過85000個(gè)(http：//www.cazy.org/fam/acc_GT.html)。國際生物化學(xué)和分子生物學(xué)聯(lián)盟(IUBMB)推薦的命名法既不能表明酶蛋白本身的結(jié)構(gòu)和催化特征，也不能充分適應(yīng)作用于幾個(gè)不同底物的酶，即同一個(gè)酶可能有幾個(gè)EC(enzyme commission)編碼[1,19]。GT為高度分歧的多源基因家族[2]，其分類主要依據(jù)酶蛋白氨基酸序列的相似性、催化特性以及有無保守序列[1,20]。因此，某一GT既可以通過生物化學(xué)方法鑒定其底物，也可以通過生物信息學(xué)方法研究其與已知酶基因或酶蛋白氨基酸序列的同源性，而加以分類[1,19]。

圖 1 依據(jù)折疊方式的糖基轉(zhuǎn)移酶分類系統(tǒng)[19]Fig.1 Hierarchical classifi cation of glycosyltransferases from folds to clans[19]

圖 2 “轉(zhuǎn)化型”和“保留型”糖苷轉(zhuǎn)移酶的反應(yīng)機(jī)制[15,19]Fig.2 Reaction mechanisms of converting and reserving GTs[15,19]

根據(jù)GT的空間結(jié)構(gòu)，可將其分為GT-A型折疊和GT-B型折疊兩類(圖1)[21]。其中GT-A型折疊的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是含有2個(gè)緊密相連的β/α/β類Rossmann折疊區(qū)域。GT-A的家族成員需要利用一個(gè)DXD基序來結(jié)合二價(jià)金屬離子(多數(shù)情況下為Mn2+)，而金屬離子對(duì)GT-A成員的催化反應(yīng)來說是必需的，它能幫助UDP-糖供體的焦磷?；鶊F(tuán)固定在酶活性位點(diǎn)上。由于GT-A成員通常不識(shí)別除UDP-糖供體以外的糖供體，所以其受體的多樣性也相對(duì)較低。GT-B型折疊的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是含有兩個(gè)正對(duì)的β/α/β類Rossmann折疊區(qū)域，并且這2個(gè)區(qū)域以較為靈活的方式連接。GT-B成員不需要二價(jià)金屬離子來保持活性，這是GT-B與GT-A家族成員的一個(gè)明顯區(qū)別[22-23]。根據(jù)GT催化反應(yīng)機(jī)制，將其分為“轉(zhuǎn)化型”和“保留型”(圖2)[15,19,24]。“轉(zhuǎn)化型”GT的催化反應(yīng)機(jī)制是一個(gè)類SN-2機(jī)制的直接親核取代反應(yīng)，即一個(gè)含有活性位點(diǎn)的側(cè)鏈作為催化劑對(duì)供體(親核試劑)進(jìn)行去質(zhì)子化，以促進(jìn)活化磷酸基團(tuán)離去的類SN-2直接取代反應(yīng)；“保留型”GT的催化機(jī)制目前來說仍不明確，以往研究推測其機(jī)制是一種雙取代反應(yīng)機(jī)制，中間體為一個(gè)以共價(jià)鍵連接的糖基-酶復(fù)合體，但是目前在“保留型”GT的活性位點(diǎn)并未找到一個(gè)能夠支持這種理論的親核試劑存在。目前認(rèn)為保留型GT最可能的催化機(jī)制是中間體為短暫存在的含氧碳正離子的雙取代反應(yīng)機(jī)制[23]。綜合GT的空間結(jié)構(gòu)和反應(yīng)類型，可以將GT大致分為4個(gè)目，目下面分為不同的家族(圖1)。

根據(jù)GT氨基酸序列相似性、形成糖苷的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)和已知底物的特異性，目前已將其分為94個(gè)已編號(hào)的家族，植物GT分屬于其中的40個(gè)家族[1,19]，但不同家族間的進(jìn)化關(guān)系仍并不清楚[18]。截至2012年1月31日，家族1(GT1)包含4388個(gè)基因序列，這些序列來源于古細(xì)菌、細(xì)菌、真核生物和病毒(http：//www.cazy.org/fam/acc_GT.html)，其反應(yīng)機(jī)制為“轉(zhuǎn)化型”[1,15,19]，大部分與植物激素、次生代謝產(chǎn)物糖苷化的GT位于該家族[3-4,12-16,18,25-26]。由于GT1中很多GT的C末端含有1個(gè)由44個(gè)氨基酸組成的保守序列，因此將GT1單獨(dú)歸為一個(gè)尿苷二磷酸糖基轉(zhuǎn)移酶(UGT)超家族[2,18]，其成員主要以UDP-葡萄糖和UDP-葡糖醛酸為糖基供體[11]，該保守序列被認(rèn)為是結(jié)合糖基供體的區(qū)域[2]；而不含保守序列的GT歸為另一個(gè)家族，其成員較少，其中的植物源GT催化固醇和甘油酯類的糖苷化[27-28]。催化植物次生代謝產(chǎn)物糖苷化的UGT保守序列亦由44個(gè)氨基酸組成(圖3)[11,29]。

圖 3 植物次生代謝產(chǎn)物UGT的保守序列Fig.3 PSPG-box consensus sequence of plant secondary products from glycosyltransferases

1.2 UGT的命名

圖 4 植物UGT超家族命名體系概要[2,18]Fig.4 Summary of current plant UGT superfamily nomenclaturesystem[2,18]

UGT為一個(gè)超家族，其分類和命名采用GT命名委員會(huì)所建立的體系[2]。該命名體系要點(diǎn)如下：UGT表示UDP-glycosyltransferase，其后的阿拉伯?dāng)?shù)字表示家族，字母表示亞家族，字母后的阿拉伯?dāng)?shù)字表示單個(gè)基因(圖4)；如果在一個(gè)家族中無第2個(gè)亞家族或第2個(gè)基因存在，則亞家族和基因編號(hào)可省略，如UGT8；如果亞家族中第2個(gè)基因被鑒定，則亞家族字母和基因編號(hào)不能省略，如UGT101A1、UGT101A2。1～50家族為動(dòng)物源、51～70家族為酵母源、71～100家族為植物源、101～200家族為細(xì)菌源。如果分配的家族編號(hào)使用完畢，則家族編號(hào)以10倍擴(kuò)大(如UGT71～UGT100后為UGT701～UGT1000)；基因編號(hào)后的“P”表示該基因?yàn)榧倩颉?/p>

2 植物UGT的分離鑒定及生化特征

植物UGT的分離純化一般采用將陰離子交換、疏水作用色譜、染料配體層析和凝膠過濾等技術(shù)組合利用的方法，利用仿生染料(如活性黃3，活性綠19)作為親合層析的柱料可以減少純化步驟，從提取物中分離出一定含量的UGT[5,30-31]。這種仿生染料模擬底物與UGT結(jié)合成束縛酶形式，隨后可以通過加入底物(如UDP-葡萄糖)，采用高濃度鹽洗脫得到純度較高的UGT。

UGT的功能鑒定可以通過其植物組織酶提取液的體外功能進(jìn)行鑒定[5-6,32-43]，也可以通過其基因編碼的異源重組酶的體外酶學(xué)特性進(jìn)行鑒定[26-27,44-49]。大部分植物UGT為可溶性的酸性單體蛋白，分離純化后的分子質(zhì)量大約在40～60kD間，等電點(diǎn)在4.2～6.1，對(duì)糖基受體Km在0.4～3600μmol/L，最適pH值為5.9～9.0，絕大多數(shù)UGT以UDP-葡萄糖為糖基供體，糖基受體包括黃酮、黃酮醇、異黃酮、黃烷酮、花色素、花色苷、甾醇等[3-6,30,34-35,38,42-43,50]。大腸桿菌或酵母重組的UGT分子質(zhì)量在50～84kD間，對(duì)糖基受體Km在1～137μmol/L，最適pH值為6.0～8.5，重組UGT的糖基供體與植物源UGT類似，糖基受體除植物次生代謝產(chǎn)物外，還包括植物激素、外源殺蟲劑等[45-46,49,51-55]。

3 UGT的結(jié)構(gòu)和亞細(xì)胞定位

3.1 UGT的結(jié)構(gòu)

根據(jù)擬南芥(Arabidopsis thaliana)的88個(gè)UGT基因序列推測其編碼的氨基酸序列，所含氨基酸在442～507之間[17]，由其他植物UGT的cDNA推測的UGT氨基酸個(gè)數(shù)也大致在這個(gè)范圍之內(nèi)[49-50,56]。UGT含有9個(gè)保守區(qū)，其中包括定義UGT的保守序列，而第5保守區(qū)將UGT分為C末端區(qū)和N末端區(qū)[17-18]，不同UGT的氨基酸序列相似性在95%～24%間[17-18,26]，N末端可變性高于C末端[18]，這個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)符合N末端為識(shí)別和結(jié)合不同糖基受體區(qū)、C末端為結(jié)合糖基供體區(qū)的推測[57]。家族1中UGT的空間結(jié)構(gòu)為GT-B型折疊，它由兩個(gè)類Rossmann折疊組成，中間被一個(gè)較深的裂縫分開[12-13,15,19,58-59]。一種重組的葡萄UGT蛋白由456個(gè)氨基酸組成，兩個(gè)類Rossmann區(qū)分別包括第7～250個(gè)氨基酸殘基和第260～437個(gè)氨基酸殘基，第437～456個(gè)氨基酸殘基形成的C末端螺旋橫跨C末端區(qū)和N末端折疊區(qū)[59]。該葡萄UGT的3-D結(jié)構(gòu)表明，其C末端由44個(gè)氨基酸的殘基組成的保守序列決定了糖基供體結(jié)合位點(diǎn)的微環(huán)境，其中Asp374和Gln375對(duì)識(shí)別供體糖分子(UDP-葡萄糖)起關(guān)鍵作用，這個(gè)區(qū)域氨基酸的變化決定了不同UGTs利用不同糖基供體。此外，N末端Thr141對(duì)識(shí)別UDP-葡萄糖也起到很重要的作用[59]。它的一種糖基受體(莰非醇)結(jié)合于該UGT蛋白N末端區(qū)由Phe15、Phe121、Phe200、Phe372及Ile87、Val281組成的疏水開口口袋中，通過Gln84和His150與莰非醇7-OH、4’-OH之間形成的氫鍵與莰非醇分子相結(jié)合，His20通過對(duì)莰非醇3-OH的去質(zhì)子化作用，接受來自供體糖基分子上末端異構(gòu)中心的親核攻擊，這是UGT催化糖基轉(zhuǎn)移反應(yīng)的基礎(chǔ)[59]。

3.2 UGT的亞細(xì)胞定位

UGT通常為可溶性蛋白[3-4]。植物細(xì)胞不同組分UGT的活性實(shí)驗(yàn)證明，大部分UGT在細(xì)胞質(zhì)中表現(xiàn)活性[60-64]。到目前為止，已鑒定的植物源UGT既不含有明確的信號(hào)序列，也不含有任何已知的跨膜或膜導(dǎo)向信號(hào)[17]。因此，一般認(rèn)為大部分UGT定位于細(xì)胞質(zhì)中[4,12,17-18,65-67]。此外，黃酮類化合物是在細(xì)胞質(zhì)中合成的，其生物合成相關(guān)酶以多酶復(fù)合體的形式存在于靠近內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的細(xì)胞質(zhì)中，通過膜蛋白與PAL、C4H和F3’H的弱相互作用，將其與粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜錨定[4,68-69]，形成代謝區(qū)室[70]。但也有一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一些UGT定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜腔[71]、液泡內(nèi)[63]，或與質(zhì)膜[72]、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜[73]、微粒體膜[74]、花粉膜相連[75]。不同種類的UGT可能定位于不同細(xì)胞或同一細(xì)胞的不同細(xì)胞器，以催化不同底物的糖基轉(zhuǎn)移反應(yīng)[58]，如催化植物甾醇的UGT與質(zhì)膜和微粒體膜結(jié)合[72]。目前有關(guān)UGT在植物組織和器官中的分布情況尚無研究報(bào)道，但根據(jù)UGT參與生成的植物次生代謝產(chǎn)物在植物組織和器官中的分布情況推測，UGT可能較多地存在于植物的花、葉、果實(shí)與根等組織中。

4 UGT的生物學(xué)功能

植物UGT催化的糖苷化反應(yīng)底物種類非常廣泛，包括植物激素、植物次生代謝產(chǎn)物和生物同/異源物質(zhì)(如含氰苷、除草劑等)[3]。糖苷化可以改變糖苷配基(aglycones)的許多性質(zhì)，如生物活性、溶解性、在細(xì)胞內(nèi)及植物組織和器官內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)性，其在植物生長發(fā)育、代謝調(diào)節(jié)、解除內(nèi)外源毒素毒性及次生代謝產(chǎn)物合成、貯存等方面具有重要作用[3-4,12-16]。

4.1 UGT與植物次生代謝產(chǎn)物的合成

植物次生代謝物種類繁多，結(jié)構(gòu)迥異，一般分為酚類、萜類、含氮有機(jī)化合物三大類。每一類已知化合物都有數(shù)千種甚至數(shù)萬種以上，如已鑒定的類黃酮就有6000種[75-80]，這些化合物中有一部分是通過化學(xué)修飾的，其中糖基化反應(yīng)是其重要的修飾反應(yīng)之一[4]。

在擬南芥中，Kim等[81]克隆了一個(gè)參與類黃酮糖苷物生成的糖基轉(zhuǎn)移酶UGT73B2。其底物選擇性為黃酮醇＞黃烷酮＞黃酮。該酶會(huì)優(yōu)先催化底物的3-OH，但也能在3-OH不存在的條件下催化底物的7-OH形成相應(yīng)的糖苷物。此外，Jones等[82]在擬南芥中發(fā)現(xiàn)的UGT73C6和UGT78D1也具有催化生成黃酮醇糖苷物的功能。在葡萄中，F(xiàn)ord等[43]首次在歐亞種葡萄中報(bào)道了一個(gè)既能催化黃酮醇，又能催化花青素形成相應(yīng)糖苷物的糖基轉(zhuǎn)移酶。Ono等[83]在歐亞種葡萄中鑒定到2個(gè)參與黃酮醇糖基化的UGT(VvGT5和VvGT6)，其中VvGT5以UDP-葡萄糖醛酸為糖基供體；而VvGT6是以UDP-葡萄糖和UDP-半乳糖為糖基供體的雙功能UGT。在美洲種葡萄“康可”中也鑒定到一個(gè)既能催化黃酮醇，又能催化花青素的類黃酮糖基轉(zhuǎn)移酶VL3GT[84]。此外，在該葡萄種中發(fā)現(xiàn)了3個(gè)能對(duì)黃酮醇及污染物2,4,5-三氯苯酚(TCP)的7-OH進(jìn)行糖基化的UGT[85]。

花色苷(anthocyanin)屬于黃酮類化合物，可賦予植物器官各種顏色[86]。在花色苷的生物合成途徑中，糖基化常作為花色苷合成的終反應(yīng)，能降低其反應(yīng)活性，提高其穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)運(yùn)性[87]。在這些UGT中，最常見的是能催化花青素生成花青素3-O-糖苷物的3GT，但目前在三花龍膽(Gentiana trifl ora)[88]、紫蘇(Perilla frutescens)[45]、荷蘭鳶尾(Iris hollandica)[48]等植物中發(fā)現(xiàn)了能催化花青素3-O-糖苷物生成花青素3,5-O-雙糖苷物的UGT，這些UGT又被稱為5GT。系統(tǒng)分析表明，3GT與5GT亞家族明顯不同[49]。在葡萄中，一般認(rèn)為歐亞種葡萄(Vitis vinifera)僅能合成單糖苷，除歐亞種之外幾乎所有葡萄種及種間雜種中均含有花色素雙糖苷[89]。然而目前有關(guān)葡萄5GT的研究較少，僅在種間歐美雜種葡萄“Regent”中克隆得到了一個(gè)能催化花青素3-O-糖苷物生成花青素3,5-O-雙糖苷物的5GT，而歐亞種葡萄缺失雙糖苷是由于其5GT基因發(fā)生突變而喪失基本生化功能造成的[90]。到目前為止，葡萄中還沒有發(fā)現(xiàn)花色素的三糖苷及其衍生物。近年來，研究葡萄中5GT的基因序列和生物功能，以及葡萄花色苷生物合成的機(jī)理已經(jīng)成為本領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

三萜烯皂苷是一類具有廣泛生物活性的植物次生代謝產(chǎn)物。Achnine等[25]在豆科模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)中鑒定了2個(gè)UGT。其中UGT73K1能催化常春藤皂苷元、大豆皂醇B和大豆皂醇E；而UGT71G1既能糖基化苜蓿酸，也能催化黃酮醇類的槲皮素及特定的異黃酮，且該酶對(duì)黃酮類底物的催化效率要高于三萜烯類底物。此外，Kurosawa等[91]在發(fā)芽的大豆種子中鑒定了1個(gè)以UDP-葡萄糖醛酸為糖基供體來糖基化大豆皂醇的UGT。

4.2 UGT與植物內(nèi)激素平衡

植物體內(nèi)激素含量水平的變化在植物的生長發(fā)育和環(huán)境應(yīng)答中起到重要的調(diào)節(jié)作用。一般來說，植物游離激素形成結(jié)合態(tài)激素的反應(yīng)是可逆的，故而此類反應(yīng)能夠調(diào)控植物體內(nèi)激素的含量水平。糖基化反應(yīng)是其中主要的結(jié)合反應(yīng)之一[76,92-94]。

在擬南芥中，Grubb等[92]鑒定了1個(gè)對(duì)硫苷合成起重要作用的糖基轉(zhuǎn)移酶UGT74B1，在缺失該基因的植株中發(fā)現(xiàn)硫苷含量上升，游離及總生長素含量上升，同時(shí)表現(xiàn)出與IAA生成過多相符合的表型。Jackson等[93]在擬南芥中用離體生化方法鑒定了1個(gè)糖基轉(zhuǎn)移酶UGT84B1。該酶可在離體條件下使生長素IAA糖基化。過表達(dá)該基因的植株表現(xiàn)出生長素缺陷表型，同時(shí)其根系失去向地性[52,93]。

細(xì)胞分裂素(cytokinin)的糖基化一般發(fā)生在其嘌呤環(huán)或側(cè)鏈上，分別產(chǎn)生N-糖苷和O-糖苷。其中N-糖苷的激素活性無法恢復(fù)；而O-糖苷可在一定條件下恢復(fù)為有活性的激素，是此激素的失活貯藏形式[94-95]。Hou等[54]在擬南芥中發(fā)現(xiàn)了5個(gè)與細(xì)胞分裂素有關(guān)的UGT，其中的UGT76C1和UGT76C2屬于N-UGT；而UGT85A1、UGT73C1、UGT73C5屬于O-UGT。Wang等[95]在擬南芥中對(duì)UGT76C2進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞分裂素N-糖苷的含量在該基因的失活植株中明顯下降，而在該基因的過表達(dá)植株中顯著上升；在失活植株中與細(xì)胞分裂素相關(guān)基因的表達(dá)水平都發(fā)生了變化。這證明UGT76C2在植物體內(nèi)以細(xì)胞分裂素N-糖基化的形式參與調(diào)控細(xì)胞分裂素的應(yīng)答及其含量的動(dòng)態(tài)平衡。

Xu等[52]在赤豆(Vigna angularis)中克隆到1個(gè)UGT的基因，該酶的體外重組蛋白實(shí)驗(yàn)表明其對(duì)反式脫落酸的糖基化具有特異性。在擬南芥中，Lim等[96]鑒定到1個(gè)糖基轉(zhuǎn)移酶UGT71B6，該基因產(chǎn)物能催化天然存在的順式脫落酸。Priest等[97]對(duì)該基因在擬南芥中對(duì)脫落酸(ABA)含量動(dòng)態(tài)平衡的影響作了進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)在該基因的過表達(dá)植株中，ABA葡糖酯(ABA-GE)大量積累，而ABA氧化代謝產(chǎn)物紅花菜豆酸(PA)和二氫紅花菜豆酸(DPA)的含量下降，但自由ABA的含量無明顯變化。

4.3 UGT與植物解除內(nèi)外源毒素

植物需要對(duì)多種不同小分子物質(zhì)進(jìn)行解毒或調(diào)控其生物活性來保證自身在自然環(huán)境中的正常生長。這些小分子物質(zhì)從來源上可分為生物同源物質(zhì)和生物異源物質(zhì)。植物通常需要活化反應(yīng)、結(jié)合反應(yīng)、區(qū)室化來完成對(duì)此類脂溶性小分子物質(zhì)的解毒作用[98-99]。其中結(jié)合反應(yīng)既能降低或去除同/異源物質(zhì)的毒性，又為其代謝物參與區(qū)室化作用提供了重要的水溶性，所以結(jié)合反應(yīng)是植物解毒過程中的重要步驟，而其中糖基化反應(yīng)是最為普遍的結(jié)合反應(yīng)之一。

Brazier-Hicks等[100]報(bào)道了一種來源于擬南芥的糖基轉(zhuǎn)移酶UGT72B1，經(jīng)體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)其對(duì)污染物TCP和3,4-二氯苯胺(DCA)有高度的結(jié)合活性。而經(jīng)敲除UGT72B1的植物提取物對(duì)于TCP 和DCA的結(jié)合活性顯著下降。進(jìn)一步研究證實(shí)UGT72B1具有O-糖基化和N-糖基化的雙功能催化活性[97]。Messner等[101]通過體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，擬南芥中的UGT72E1、UGT75B1、UGT75D1、UGT84A1、UGT84A2、UGT84B1都能夠作用于外源TCP。

鐮刀霉(Fusarium)在侵染植物的過程中會(huì)釋放出毒素脫氧雪腐鐮刀菌醇(deoxynivalenol，DON)。該毒素在造成谷物減產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)也會(huì)對(duì)人類及動(dòng)物的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。Poppenberger等[102]報(bào)道了一種來自擬南芥的糖基轉(zhuǎn)移酶UGT73C5，該酶能糖基化這種毒素從而使其毒性喪失。過表達(dá)該基因的植物對(duì)此毒素的抗性得到了提升。

5 結(jié) 語

有關(guān)植物UGT的研究已取得了很大進(jìn)展，特別是有關(guān)幾個(gè)植物源UGT三維結(jié)構(gòu)的研究(葡萄VvGT1、擬南芥UGT72B1、苜蓿UGT71G1、苜蓿UGT85H2、苜蓿UGT78G1)[59,99,103-105]，為通過定點(diǎn)突變或蛋白質(zhì)改造技術(shù)來設(shè)計(jì)人類所期望的UGT打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前有關(guān)UGT的應(yīng)用主要是將其作為生物催化劑，在體外的生物轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中進(jìn)行催化反應(yīng)以得到期望的糖苷化合物。未來在作物改良方面的研究重點(diǎn)主要有以下兩方面：一方面可以通過UGT的轉(zhuǎn)基因來調(diào)控作物的生長發(fā)育過程，這需要進(jìn)一步系統(tǒng)研究某一重要作物中與植物激素代謝平衡機(jī)制有關(guān)的UGT；另一方面可通過調(diào)控作物對(duì)各種內(nèi)外源毒素的解毒以獲得安全性較高的農(nóng)產(chǎn)品，這需要進(jìn)一步對(duì)UGT在植物防御反應(yīng)中的作用進(jìn)行探索和研究。在植物代謝工程方面，可通過UGT來實(shí)現(xiàn)對(duì)植物體內(nèi)糖苷化合物積累的調(diào)控，以獲得符合人們期望的優(yōu)良作物品種。

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