Page 34 - 《广西植物》2023年第2期
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２ ２ ８                                  广  西  植  物                                         ４３ 卷
            年ꎬＳｕｎ 等(２０２０)才对大蒜基因组进行了测序ꎬ从                        Ｃｙｓ３９、 Ｃｙｓ４１ － Ｃｙｓ５０、 Ｃｙｓ４４ － Ｃｙｓ５７ 和 Ｃｙｓ３６８ －
            中鉴定出 ６０ 个蒜氨酸酶基因ꎬ其中 ３８ 个可以在不                        Ｃｙｓ３７６ꎮ 其中ꎬ前 ３ 个位于类表皮生长因子结构域
            同的组织中表达ꎮ 葱属植物鳞茎和叶中的蒜氨酸                             中ꎬ第 ４ 个位于酶的 Ｃ－末端ꎬ在保持催化区域的稳
            酶与根中的并不相同ꎬ相同组织中的蒜氨酸酶有                              定和底物、辅助因子的相对方向中具有重要作用ꎻ
            较高的同源性ꎬ而不同组织中的蒜氨酸酶的同源                              另外 ２ 个半胱氨酸残基 Ｃｙｓ２２０ 和 Ｃｙｓ３５０ 是 ２ 个

            性较低(Ｒａｂｉｎｋｏｖ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９４ꎻ唐巧玲ꎬ２０１３)ꎮ               自由的硫醇ꎬ距离酶的活性位点较远ꎬ其化学修饰
                 葱属植物的蒜氨酸酶基因大都编码约 ４８０ 个                        对酶的活性没有影响(Ｗｅｉｎｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００９)ꎮ 蒜氨
            氨基酸ꎬ其中 Ｎ￣末端 ３０ ~ ４０ 个氨基酸为液泡定位                      酸酶是一种糖蛋白ꎬ每一个蒜氨酸酶单体的肽链

            的信号肽( ｖａｎ Ｄａｍｍｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９２ꎻＭａｎａｂｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ        上都有多个糖基化位点ꎮ 氨基酸序列分析表明ꎬ
            １９９８)ꎮ 大多葱属植物中的蒜氨酸酶是以同聚体                           大蒜蒜氨酸酶有 ４ 个潜在的糖基化位点ꎬ分别是

            形式存在的ꎬ如大蒜中的蒜氨酸酶为二聚体ꎬ由 ２                            Ａｓｎ１９、Ａｓｎ１４６、Ａｓｎ１９１ 和 Ａｓｎ３２８(Ｒａｂｉｎｋｏｖ ｅｔ ａｌ.ꎬ
            个分子量均为 ５１ ５００ ｕ 的小亚基组成ꎬ洋葱中的                        １９９５)ꎮ 晶体结构分析发现ꎬ只有位点 Ａｓｎ１４６ 和
            蒜氨酸酶为三聚体或四聚体ꎬ由 ３ ~ ４ 个分子量均                         位点 Ａｓｎ３２８ 可以被利用ꎬ其中位点 Ａｓｎ１４６ 位于 ２
            为 ５０ ０００ ｕ 的小亚基组成(Ｎｏｃｋ ＆ Ｍａｚｅｌｉｓꎬ １９８６ꎻ            个亚基的连接处ꎬ通过糖链把 ２ 个亚基结合起来ꎬ
            Ｎｏｃｋ ＆ Ｍａｚｅｌｉｓꎬ １９８７ꎻＲａｂｉｎｋｏｖ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９４)ꎮ 蒜     保持二聚体的稳定性ꎬ位点 Ａｓｎ３２８ 则位于二聚体
            氨酸酶有多种底物ꎬ除环蒜氨酸以外ꎬ其他 ６ 种蒜                           的表面ꎬ不与酶中的任何原子接触(Ｋｕｅｔｔｎｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ
            氨酸都可作为蒜氨酸酶的底物ꎬ在不同葱属植物                              ２００２ꎻＳｈｉｍｏｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００７)ꎮ
            的蒜氨酸酶中ꎬ同一种酶对不同底物的酶活性都                              ３.２.２ 催泪因子合成酶  当洋葱细胞受到破坏时ꎬ
            有差异(程龙军和郭得平ꎬ ２００１)ꎮ 温度、ｐＨ、金属                       会释放出让人流泪的挥发性物质ꎬ人们称其为催
            离子 等 因 素 对 蒜 氨 酸 酶 的 活 性 都 会 产 生 影 响               泪因子ꎮ 早在 １９７１ 年ꎬＢｒｏｄｎｉｔｚ 和 Ｐａｓｃａｌｅ(１９７１)
            (Ｊａｎｓｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９８９ꎻＫｒｅｓｔ ＆ Ｋｅｕｓｇｅｎꎬ １９９９)ꎮ       就鉴定出洋葱中的催泪因子是(Ｚ) －丙硫醛－Ｓ－氧
                 通过比较已克隆的葱属植物蒜氨酸酶的氨基                           化物 [(Ｚ) －ｐｒｏｐａｎｔｈｉａｌ Ｓ－ｏｘｉｄｅ]ꎮ 在很长一段时
            酸序列ꎬ发现蒜氨酸酶都有 ４ 类保守的结构域ꎬ分                           间内ꎬ人们认为( Ｅ)￣１￣丙烯基次磺酸形成催泪因
            别是类表皮生长因子结构域( ＥＧＦ￣ｌｉｋｅ ｄｏｍａｉｎ)、                    子是一种自发的反应ꎬ没有酶参与的ꎮ 直到 ２００２
            ＰＬＰ 结合域、天冬氨酸氨基转移酶超家族结构域                            年ꎬＩｍａｉ 等(２００２) 才首次在洋葱中鉴定出了催化
            和催化结构域( 唐巧玲ꎬ２０１３)ꎮ 其中ꎬ关于 ＰＬＰ                       (Ｅ)￣１￣丙烯基次磺酸形成催泪因子的酶ꎬ将其命
            结合域的研究较多ꎬＰＬＰ 结合域位于蒜氨酸酶的                            名为催泪因子合成酶ꎬ并因此获得了 ２０１３ 年的搞
            中部ꎬ辅因子 ＰＬＰ 的结合位点在这个结构域的赖                           笑诺贝尔化学奖ꎮ 洋葱的 ＬＦＳ 全长 ７３７ ｂｐꎬ编码
            氨酸上ꎮ 不同葱属植物蒜氨酸酶的 ＰＬＰ 结合位点                          １６９ 个氨基酸ꎬＬＦＳ 对( Ｚ)￣１￣丙烯基次磺酸没有活
            被研究得比较清楚ꎬ如大蒜蒜氨酸酶的 ＰＬＰ 结合                           性ꎬ但其产物是( Ｚ)￣丙硫醛￣Ｓ￣氧化物ꎮ 因此ꎬＬＦＳ
            位点是成熟蛋白的第 ２５１ 位赖氨酸ꎬ韭菜蒜氨酸                           被认 为 是 一 种 ( Ｅ )￣１￣丙 烯 基 次 磺 酸 异 构 酶

            酶是第 ２８０ 位赖氨酸ꎬ洋葱鳞茎蒜氨酸酶是第 ２８５                        (Ｍａｓａｍｕｒａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)ꎮ
            位赖 氨 酸 ( Ｋｉｔａｍｕｒａ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９７ꎻ Ｍａｎａｂｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ         洋葱加工过程中催泪因子的释放给工厂或厨
            １９９８ꎻＳｈｉｍｏｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００７)ꎮ 类表皮生长因子结构               房的操作人员造成了很大不便ꎮ ＬＦＳ 的发现给创
            域位于蒜氨酸酶的 Ｎ￣末端ꎬ由含有 ６ 个半胱氨酸                          制不催泪的洋葱提供了可能ꎮ 当采用 ＲＮＡｉ 技术

            残基的一段序列以 Ｃ－ｘ             －Ｃ－ｘ－Ｃ－ｘ －Ｃ－ｘ －Ｃ－         干扰 ＬＦＳ 的表达时ꎬ洋葱中 ＬＦ 的合成量大幅度降
                                  １８－１９         ２     ５
            ｘ －Ｃ 的方式排列ꎬ其确切功能还不清楚ꎬ推测可能                          低ꎬ(Ｅ)￣１￣丙烯基次磺酸主要转化为二丙烯基硫
             ６
            与蒜氨酸酶最终定位于液泡有关( Ｋｕｅｔｔｎｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ                   代亚磺酸酯( ｄｉ￣１￣ｐｒｏｐｅｎｙｌ ｔｈｉｏｓｕｌｆｉｎａｔｅ)ꎬ进而转化
            ２００２)ꎮ 这个结构域在植物蛋白中很少见ꎬ但在蒜                          为各种硫醇烷型化合物( ｔｈｉｏｌａｎｅ￣ｔｙｐｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ)
            氨酸酶中十分保守ꎬ可作为识别新的蒜氨酸酶的                              (Ｅａｄｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００８ꎻＡｏｙａｇｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)ꎮ 这种不
            结构域(Ｓａｙａｄｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０ )ꎮ 大蒜蒜氨酸酶晶体                催泪 的 洋 葱 可 以 显 著 降 低 人 体 内 环 氧 化 酶￣１
            结构分析表明ꎬ蒜氨酸酶的 １０ 个半胱氨酸残基中                           ( ｃｙｃｌｏｏｘｙｇｅｎａｓｅ￣１ ) 和 α￣葡 萄 糖 苷 酶 ( α￣
            的 ８ 个 可 以 形 成 ４ 个 二 硫 键ꎬ 分 别 是 Ｃｙｓ２０ －             ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ)的活性ꎬ并减少血小板的聚集( Ａｏｙａｇｉ
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