脯氨酸的作用机制是什么 | 合法藥品大搜索

【概述】

脯氨酸是一种相容性渗透调节物质,并且植物体内储存氮和碳的一种方式.脯氨酸作为一种理想的渗透调节物质,分子量小,是一种极易溶于水的氨基酸,它在植物抗渗透胁迫中有重要作用.

【理化性质】

外观均为白色结晶或结晶性粉末;水中易溶,在乙醇中溶解,在乙醚或正丁醇中不溶。

【合成方法】

植物体内合成脯氨酸的有两条途径：一是通过过谷氨酸途径，二是通过鸟氨酸途径。其中，谷氨酸途径在渗透胁迫和氮素不足情况下占主要地位；鸟氨酸途径在氮素充足情况下占主导地位。谷氨酸途径中，谷氨酸（Glu）在吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）催化下生成谷氨酰半醛（GSA），GSA自动环化为吡咯啉-5-羧酸（P5C），然后P5C在吡咯啉5-羧酸还原酶（P5CR）作用下生成脯氨酸。而鸟氨酸途径与谷氨酸途径在反应上的不同仅仅是第一步反应的底物和酶发生了变化，即由Glu和P5CS换成了鸟氨酸（Orn）和鸟氨酸转氨酶（OAT）。脯氨酸的降解过程基本上是合成途径的逆转。脯氨酸首先被脯氨酸脱氢酶（PDH）氧化成P5C，后者在吡咯啉-5-羧酸脱氢酶的作用下生成Glu。高等植物体内脯氨酸合成与降解途径见图1。

图1为高等植物体内脯氨酸合成与降解途径

【代谢调节途径】

脯氨酸的合成、降解以及在细胞内和不同细胞区域间的转运决定了细胞内脯氨酸水平。脯氨酸的合成是谷氨酸在P5CS和P5CR两个酶催化下形成的，其中P5CS是脯氨酸合成的限速酶，其活性受多种因素的调节（图2），如在水分胁迫、高盐、ABA、光周期、光照等条件下，P5CS活性增强，而油菜素内酯（BR）、磷脂D能够抑制P5CS活性；此外，P5CS还受脯氨酸的反馈调节。P5CR虽然不是脯氨酸合成的限速酶，但是由于其催化的反应位于脯氨酸合成途径的交叉点，因此对维持细胞内脯氨酸库具有重要意义。此外，已经证实P5CR是植物发育过程中脯氨酸合成的关键酶。脯氨酸的降解经脯氨酸脱氢酶（PDH）和吡咯啉-5-羧酸脱氢酶（P5CDH）催化完成。复水和脯氨酸能够激活的PDH转录，而脱水抑制了PDH活性，因而在逆境条件下减少了脯氨酸的降解。光对PDH的效应不同于P5CS，日光下PDH酶转录受抑制，而黑暗条件下其转录收到激发。在脯氨酸诱导和无...