小麥顆粒結(jié)合淀粉合成酶（GBSS）結(jié)合特性與模擬構(gòu)象研究.pdf

1、淀粉是小麥籽粒和面粉的主要成分，小麥?zhǔn)称返暮婵菊糁笃焚|(zhì)除與面筋數(shù)量和質(zhì)量有關(guān)外，在很大程度上受淀粉性質(zhì)的影響。顆粒結(jié)合淀粉合成酶(granule-boundstarchsynthase，GBSS)在植物細(xì)胞中緊密結(jié)合于淀粉顆粒上，使合成的直鏈淀粉保持未分支狀態(tài)，是與發(fā)育中的淀粉粒結(jié)合的唯一有活力的蛋白，通過控制直鏈淀粉合成而影響小麥籽粒和面粉的品質(zhì)和特性。多年來，人們一直想利用普通遺傳學(xué)和分子生物學(xué)手段降低GBSS的生物學(xué)活性從而改良小

2、麥品質(zhì)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其生物學(xué)功能，因此，研究GBSS與淀粉結(jié)合的方式，GBSS的一級(jí)、二級(jí)和高級(jí)結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)榭刂浦辨湹矸鄣暮铣砷_拓思路，具有重要的理論和實(shí)踐意義。 本試驗(yàn)選用中國(guó)春等5個(gè)品種小麥，通過SDS-PAGE及GBSS濃度的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)小麥GBSS與淀粉顆粒結(jié)合的緊密程度受若干因素影響。研究結(jié)果如下： 1.對(duì)結(jié)合有GBSS的淀粉顆粒進(jìn)行了不同溫度的熱處理，結(jié)果表明，55℃以下水浴30min，GBSS濃度仍小于4

3、.5μg/mL；但當(dāng)溫度超過60℃后，其濃度會(huì)高于8μg/mL；當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí)，GBSS的解離量最大，達(dá)到11.361μg/mL，此后隨溫度的升高GBSS濃度反而出現(xiàn)小幅下降，95℃時(shí)降至10.452μg/mL。100℃沸水浴時(shí)，隨著時(shí)間的增加GBSS的解離量迅速增加，在15min時(shí)達(dá)到最大值13.221μg/mL，此后其量逐漸降低，60min時(shí)GBSS的濃度僅為8.272μg/mL。其他三個(gè)種植地理分布(一個(gè)國(guó)外品種)和品質(zhì)性狀差

4、別較大的小麥品種進(jìn)行類似的處理，也得到類似的結(jié)果。從整體的趨勢(shì)看，在低強(qiáng)度的熱處理下(如低于55℃的水浴)，GBSS的解離量很小，CBBR250染色只勉強(qiáng)能見；隨著熱處理強(qiáng)度的增加，GBSS與淀粉顆粒的結(jié)合力減弱，GBSS的解離量增加。這說明溫度能加速GBSS與淀粉顆粒的解離。 2.Mg2+濃度對(duì)GBSS的解離有影響。較高的Mg2+濃度能夠抑制GBSS與淀粉的解離，當(dāng)Mg2+濃度超過50mmol/L時(shí)，GBSS解離量?jī)H為不加任何

5、離子時(shí)的47.4％，當(dāng)Mg2+濃度降至2.5mmol/L時(shí)GBSS解離量升至不加任何離子時(shí)的94.4％，但當(dāng)Mg2+濃度降為1.75mmol/L時(shí)GBSS解離量比不加任何離子時(shí)高7.3％，說明在一定范圍內(nèi)隨Mg2+濃度的降低GBSS解離量逐漸升高。GBSS從淀粉顆粒上的解離受Mg2+濃度的影響，這一結(jié)果初步證實(shí)GBSS與淀粉粒是通過非共價(jià)鍵結(jié)合的。 3.SDS對(duì)GBSS的解離影響很大，用加SDS的GESⅡ抽提GBSS比用GESⅢ

6、(未加SDS)高約1倍。但使用未加SDS的GESⅢ仍能使GBSS解離，這說明抽提液中加入SDS能夠大大促進(jìn)GBSS的解離，但不是其解離的決定因素。這一結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)GBSS與淀粉粒是通過非共價(jià)鍵結(jié)合的。 4.2-ME對(duì)GBSS的解離有一定的促進(jìn)作用，可以使GBSS解離量增加約10％，但也不是影響GBSS解離的決定性因素。但二硫鍵會(huì)影響GBSS的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響GBSS與淀粉的結(jié)合力。 5.根據(jù)表9、12、15的數(shù)據(jù)，以