苹果酸脱氢酶的生物学功能及应用

发布时间:

2021-01-29


苹果酸脱氢酶MDH)存在于所有的生物体中,是生物糖代谢的关键酶之一,能催化苹果酸与草酰乙酸之间的可逆转换。MDH在细胞的多种生理活动中起着重要的作用,包括线粒体的能量代谢以及植物的活性氧代谢等,具有较高的理论研究和经济利用意义。

 

  1. 在农业生产中,MDH作为改善植物对盐的耐受性

酸性土壤中的铝毒是农作物生长的主要限制因子。研究发现,为了提高植物对土壤中磷元素的吸收,通过遗传工程进行植物分子改良育种,如在苜蓿中超量表达MDH基因后增强转基因苜蓿对有机酸的吸收,从而提高适应酸性土壤和对付铝毒的耐受性。然而当MDH高表达的时候,植物有机酸含量的增多可以增加细胞的渗透压并且可以螯合除去部分离子,从而改善植物对盐的耐受性。

  1. 在番茄杂交种中鉴定杂交种的纯度

在番茄F1杂交种中,利用电泳检测MDH同工酶酶谱之间的差异来鉴定杂交种的纯度,成为种子生产中一种新的省时省力的检测方法,有利于鉴别高产,抗病,抗逆优势的杂交种这为农业生产带来较大的经济效益。

  1. 在医学方面作为诊断抗原

MDH酶在医学方面也引起越来越多的关注,如利用基因工程疫苗预防人体带绦虫病已是备受关注的研究方向,通过牛带绦虫亚洲亚种MDH基因的生物信息学分析,预测到胞浆型MDH是一个潜在的诊断抗原,这为带绦虫在诊断、药物及疫苗研究中的应用前景提供了重要的线索。后又实验证明其可在原核表达系统中获得具有免疫学活性的高效表达,这为进一步研究该蛋白的功能奠定了基础。同时通过多种重组疫苗联合免疫以求增大疫苗保护效果也成为今后研制缘虫疫苗的主要方向。

总之MDHs作为生物体中枢代谢途径的关键酶国内外对其已进行了较为广泛的研究。目前各种MDHs同工酶正应用于生物分类、物种分化、遗传变异、物种杂交和个体发育等研究。因此深入了解MDHs的生理生化特性、结构及功能、催化机制对于探讨生物体中MDHs的代谢作用以及一些疾病的分子致病机制有着重要的意义。

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