果胶甲酯化修饰与果实质地变化研究进展
细胞壁,1果胶甲酯化修饰概况,1果胶的化学修饰,2甲酯化修饰对果胶的影响,3调控果胶甲酯化修饰的酶,2果胶甲酯化修饰的研究方法,1化学方法,2免疫荧光标记技术,3基于模式植物对果胶甲酯化修饰的生物学功能的研究,1果胶甲酯化
侯 娇,严丹丹,黄美珠,曾凯芳,姚世响(西南大学食品科学学院 重庆 400715)
果胶是植物初生细胞壁和中胶层的主要组分,与果实成熟衰老过程中质地变化密切相关[1]。细胞壁的天然果胶呈高甲酯化状态,作为果胶分子的主要修饰,甲酯化是在主链C-6 位羧基催化连接甲酯基团,多糖分子由电负性变为中性。甲酯化修饰状态改变影响果胶分子的化学性质和生物学功能。果实成熟衰老过程伴随质地软化,主要与果胶降解影响细胞壁完整性和细胞间黏连有关[1]。果实生理紊乱常伴随质地劣变,如柑橘枯水,苹果粉质化,桃果肉絮败等,与果胶代谢,特别是果胶甲酯化修饰密切相关[2-5]。本文概述果胶甲酯化修饰与果实质地变化的研究进展,为相关研究提供参考。
1 果胶甲酯化修饰概况
1.1 果胶的化学修饰
果胶是β-D-半乳糖醛酸通过α-1,4-糖苷键连接形成主链,由鼠李糖等20 余种中性糖组成侧链的多糖分子[6]。根据主链和侧链的组成不同,果胶分子可分为3 种,分别为同型半乳糖醛酸聚糖(Homogalacturona,HG)、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖-I和鼠李糖半乳糖醛酸聚糖-II。HG 型果胶的主链由半乳糖醛酸组成,含量最高,约占总果胶的65%[7]。HG 型果胶主链易发生化学修饰,C-6 位发生甲酯化修饰,O-2 和O-3 位发生乙酰化修饰[8]。
1.2 甲酯化修饰对果胶的影响
HG 型果胶去甲酯化后暴露自由羧基,为果胶代谢酶等其它生物大分子提供作用位点[8]。去甲酯化是果胶代谢途径的关键步骤,通常“块状”催化产生的低甲酯化度果胶在细胞壁有较高浓度Ca2+时,两条HG 主链与Ca2+交联成“蛋盒”结构,形成凝胶,使细胞壁硬度增加[8]。若果胶分子以“随机”催化方式去甲酯化,裸露的羧基提供了多聚半乳糖醛酸酶 (Polygalacturonase,PG) 和果胶裂解酶(Pectatelyase,PL)等果胶代谢酶攻击的靶点,此时如果细胞壁果胶降解酶活性较高,低甲酯化度果胶则进入降解途径,最终解离成游离的半乳糖醛酸,细胞壁机械强度降低,细胞软化[8]。去甲酯化果胶在细胞壁中的命运如何决定,与PME 催化方式、细胞壁中阳离子浓度以及其它果胶代谢酶活性等因素有复杂的关系,有待进一步深入研究。
1.3 调控果胶甲酯化修饰的酶
果胶合成的前体物质二磷酸尿苷半乳糖醛酸(UDP-GalA)和S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl methionine) 在高尔基体中经半乳糖醛酸转移酶(Galacturonosyltransferases ......
您现在查看是摘要页,全文长 16056 字符。