不同作物的淀粉合成酶相似性的比较及研究展望

摘 要：淀粉是非常普遍的饲料和工业原料，具有极其重要经济的价值本文通过对不同作物淀粉合成酶的氨基酸序列比，对其相似性进行比较并讨论一下淀粉合成酶的研究及展望。

关键词：淀粉合成酶 氨基酸可变臂前导肽

中图分类号：Q539 文献标识码： A

淀粉合成酶 starch synthase是以腺苷二磷酸葡萄糖（ADPG）为葡萄糖的供体，是对葡糖聚合体，通过糖基（glycosyl）转移而催化α－1，4-糖苷键的延长作用的酶。在质体中存在两类淀粉合酶（Starch synthase），一类与淀粉粒结合在一起，称为颗粒结合型淀粉合酶（GBSS）；另一类存在于基质中或附着在淀粉粒表面，称为可溶性淀粉合酶（SSS）。

一、不通淀粉合成酶的相似形比较

通过对氨基酸序列比对我们发现，玉米zSSI蛋白于水稻oSSI的相似形高达75.7%，但与玉米Waxy蛋白的相似性只有16.5%，与豌豆SSII中一样含有淀粉合成酶以下三个共同区域：

1、含有KTGGL或KSGGL序列的推测是ADPC结合位点；

2、位于zSSI蛋白的C-末端的SAFEPCGL序列；

3、位于zSSI蛋白的C-末端的GLRDTV序列。

对KSGGL序列到C-末端进行氨基酸序列比对，玉米zSSI蛋白与水稻oSSI蛋白有高达88%的序列相似性，与玉米Waxy蛋白相似性达到40%，与豌豆SSII蛋白相似性达到34%，与马铃薯SSII蛋白相似性为49%，与马铃薯SSIII蛋白相似行为34%。zSSI的前导肽与oSSI的只有51.2%的相似性，与豌豆和马铃薯的相似性更小。zSSI与rSSI的前导肽有一个共同的RLQRVL-RRR序列，在zSSI中位于N-末端第31位氨基酸残基，该基序与豌豆CBSSII成熟蛋白与前导肽的分裂位点RLNIIKQHVR非常相似，与马铃薯成熟蛋白与前导肽的分裂位点RLNIIK也比较相似。

不同物种来源的淀粉合成酶相似性最小的区域是成熟蛋白的N-端第40位氨基酸（CVAELSREC-PAPR）到第72位的三个脯氨酸残基之间的序列，我们把N-末端到KSGGL之间的这段序列成为“可变臂”。Martin和Smith1995年曾预测“可变臂”能够降低淀粉合成酶与淀粉颗粒的结合特性。另外，“可变臂”可能还与新生肽的折叠有关，还可能在淀粉合成酶在点粉颗粒中的定位及其它酶（淀粉合成有关酶）的相互作用有关。

二、淀粉合成酶的研究展望

近年来，淀粉合成分子生物学研究已经取得了很大进展，并且随着研究的深入，SS在淀粉合成中的作用越来越受到人们的重视，通过生物技术来改良淀粉已经非常可能实现。到目前为止，几乎所有的淀粉合成酶都已经被发现，可以通过大肠杆菌表达这些cDNA并对这些产生酶进行分离纯化来研究它的理化性质和催化机理，但对于天然的淀粉合成酶理化性质和催化机理我们还是知之甚少。总之对于淀粉合成关键调控酶的基因表达规律、理化性质及作用机理的深入研究非常重要，可进一步提升淀粉含量和改良淀粉品质育种和栽培提供理论依据，促进作物由单纯产量型向定向品质型、特用型转变，促进我国淀粉产业化的发展，创造巨大的经济效益和社会效益，也可以通过生物技术育种，实现基因改良及提高淀粉产量奠定基础。

参考文献：

1、康国章,王永华,郭天财,朱云集,官春云《植物淀粉合成的调控酶》

2、查锡良、周春燕 . 生物化学 . －第7版－北京：人民卫生出版社2008.1：75

3、包劲松.《植物淀粉生物合成研究进展》