茶树γ-谷氨酰转肽酶基因的克隆及其组织逆境表达差异的研究(2)
图 5 CsGGT1 转录因子蛋白的二级结构 14
图 6 CsGGT3 转录因子蛋白的二级结构 14
图 7 茶树中 CsGGT1和CsGGT3 基因在不同组织中的表达情况 15
图 8 茶树中 CsGGT1和CsGGT3 基因在高低温处理下的表达情况 15
茶树γ-谷氨酰转肽酶基因的克隆及其组织逆境表达差异的研究茶树(Camellia sinensis (L.) O. Kuntze)，属于山茶科山茶属，是一种多年生常绿木本植物，也是全世界用于生产天然非酒精饮料的重要的叶用作物。L-茶氨酸(L-Theanine)是存在于茶叶内的一种主要氨基酸,为茶叶的主要呈物质,广泛应用于医疗、保健、食品领域。近年来,不断有研究报道L-茶氨酸具有降血压、抗肿瘤、神经保护等作用,其市场需求日益增长。现发现能催化茶氨酸生物合成的酶有：茶氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶、γ-谷氨酰甲胺合成酶、谷氨酰胺酶、γ-谷氨酰转肽酶。[1]
γ-谷氨酰转肽酶(γ-Glutamyltransferase ,GGT,EC:2.3.2.2)于1950年首次在绵羊肾中被发现，随后又在多种微生物和哺乳动物中被发现并被研究。[2]广泛存在于植物、动物以及微生物之中，其中对于微生物之中的GGT来源研究最为广泛，植物中如洋葱，萝卜。哺乳类如智人、小家鼠、绵羊。微生物如大肠杆菌，地衣芽孢杆菌等。
γ-谷氨酰转肽酶(γ-Glutamyltransferase ,GGT,EC:2.3.2.2)可催化谷胱甘肽（Glutathione,GSH）,谷胱甘肽衍生物或其他含γ-谷氨酰的化合物中的谷氨酰基团转移至其他氨基酸、二肽等受体形成新的谷氨酰衍生物。[3]其中以L-谷氨酰胺（L-Gln）作为供体底物，乙胺为受体利用GGT可以转化为L-茶氨酸。
目前国内外关于γ-谷氨酰转肽酶研究主要应用于临床医学，人们常常通过血清学检测γ-谷氨酰转肽酶特异性同工酶来鉴别诊断肝癌。在生物催化方面我国的研究尚处于起步阶段，而在日本医药、食品行业已有应用。[4]
其中合成L-茶氨酸成为最近的热点，因为L-茶氨酸在自然界中很少，但是其又具有很高的医用价值，所以利用γ-谷氨酰转肽酶人工合成L-茶氨酸具有重要意义。
γ-谷氨酰转肽酶(γ-Glutamyltransferase ,GGT,EC:2.3.2.2)又称γ-谷氨酰转移酶(GGT)，在生物体内广泛存在，是谷光甘肽（GSH）代谢的关键酶之一，并参与了氨基酸的跨膜转运，可特异性催化γ-谷氨酰基的转移反应[5]。GGT具有转移或水解γ-谷氨酰基的能力，在碱性条件下L-Gln的谷氨酰基转移到乙胺受体上，形成L-茶氨酸[6]。所有GGT都由一条基因序列编码并转录成一条多肽链，并在自我催化作用下，分裂成大小两个亚基[7、8、9]。随着深入研究人们对γ-谷氨酰转肽酶的催化功能和分子结构有了更多的了解，并发现其在临床上可作为肝胆疾病的生物标志，被广泛应用于肝病及其他脏器疾病的诊断和预后检测[10-11]。在生物领域，利用细菌来源的GGT，可通过简单而廉价的供体和受体反应，合成不同的γ-谷氨酰基化合物，其中研究最广发的是利用其合成L-茶氨酸，此外，也可以用于合成一些新型的高附加值产品，如合成具广谱免疫调节作用的γ-Glu-Trp[12]。
茶树属于典型亚热带植物, 性喜暖湿气候, 不同的茶树品种抗寒性有所差异。‘安吉白茶’ (白叶茶)原产于浙江安吉, 是一种低温敏感型的茶树变异品种; ‘迎霜’春季发芽早, 秋冬季休眠迟, 霜降季节茶芽仍能抽发, 具有较强的抗低温能力; ‘黄金芽’一年三季均可采制，而且即使在夏秋季节品质也不逊于其他春茶，可作为高档珍奇茶品来开发。基于本课题组茶树‘黄金芽’的转录组数据, 利用RT-PCR方法从茶树中分离同属于GGT转录因子的CsGGT1和CsGGT3基因, 并对其进行了较为详尽的分析, 包括序列比对、进化树、理化性质、亲/疏水性、无序化特性、二级和三级结构等。为了进一步分析不同茶树中上述基因温度响应的差异,选取上述3个抗寒性不同的茶树材料‘迎霜’、‘安吉白茶’、‘黄金芽’, 利用荧光定量PCR对CsGGT1和CsGGT3基因在高温和低温胁迫下的表达情况进行了分析, 以期为深入了解茶树温度胁迫响应机制提供借鉴。
上一篇：蒿属植物及其近缘种挥发性成分分析