植物叶绿 体中蛋白质非常丰富,由细胞质中合成的前体蛋白, 翻译后转运得到.前体蛋白的运输依赖氨基末端的 前导信号——前导肽(transitpeptide),它被蛋白水解 后离开质体间质.由于叶绿体对光合作用,植物发 育,生物合成能力都具有重要作用,前导肽的裂解很 可能是植物细胞中最重要的翻译后蛋白质修饰. 前导肽的切除是由基质加工蛋白酶(SPP)催化的, SPP 是一类可溶性金属蛋白酶,与胰岛素降解酶和 线粒体B 亚基加工肽酶相似. 前体蛋白加工至少涉及三个步骤.前体蛋白最 初的识别不依赖SPP 活性,而依赖蛋白酶N 端结构 域和前导肽c 端10—15 个残基的相互作用.在第 个内切酶水解反应中,成熟蛋白被释放,而前导肽仍与SPP 结合.第2 个裂解反应破坏了前导肽c 端结合位点,亚碎片被释放.两个水解反应都依赖 HXXEH 锌结合结构与SPP 氨基端相近.拟南芥 中单个SPP 基因的反义抑制表明,SPP 是叶绿体蛋 白质运输器的基本组成部分,对叶绿体生物发生和 植物生存是必需的. 3.3 抗病虫害植物对病原菌的防御系统,最后一 道防线是通过诱导一些防御相关蛋白(如多酚氧化 酶PPO)的形成或增加其活性来获得的.有许多实 验表明PPO 活性与植物抗病相关.如真菌感染后 的植株,其PPO 活性明显增加,且从感染部位到未 感染区域的边缘,PPO 活性有一个明显的梯度; 转入反义PPO 基因或亲缘关系较近的植物的PPO 基因时,转基因植物中的PPO 的含量下降40%,且 不能被诱导,从而使植株产生HR(hpersensitivere— sponse);转入强启动子上调PP0 表达的植株,有 更强的抗病虫害的能力. PPO 为铜离子依赖的金属蛋白酶,能催化羟基 化为O 一二酚,也能将O 一二羟基酚氧化为相应的 一醌.PPO防御病虫害的作用,通过0 一醌共价 结合修饰亲核氨基酸,降低植物蛋白的营养价值,形 成抗营养机制;或与昆虫肠胃里的消化酶结合使酶 失活,减慢昆虫的生长发育并促使其死亡.另外醌 本身有一定的毒性,可对抗害虫.现已发现,在 水稻,烟草,棉苗和苹果自身对抗各种病菌及昆虫的 过程中,PPO 起着重要作用. 结语植物金属蛋白酶性质特异,分布广泛,具有诸多 生理功能,特别是调节植物细胞的生长与凋亡和对 叶绿体蛋白质的修饰和降解,对于药用植物的品质 改善和性状改良具有重