Suppr超能文献

异麦芽酮糖在植物细胞中被积极代谢。

Isomaltulose is actively metabolized in plant cells.

机构信息

University of Queensland, Brisbane, Queensland 4072, Australia.

出版信息

Plant Physiol. 2011 Dec;157(4):2094-101. doi: 10.1104/pp.111.189001. Epub 2011 Oct 18.

Abstract

Isomaltulose is a structural isomer of sucrose (Suc). It has been widely used as a nonmetabolized sugar in physiological studies aimed at better understanding the regulatory roles and transport of sugars in plants. It is increasingly used as a nutritional human food, with some beneficial properties including low glycemic index and acariogenicity. Cloning of genes for Suc isomerases opened the way for direct commercial production in plants. The understanding that plants lack catabolic capabilities for isomaltulose indicated a possibility of enhanced yields relative to Suc. However, this understanding was based primarily on the treatment of intact cells with exogenous isomaltulose. Here, we show that sugarcane (Saccharum interspecific hybrids), like other tested plants, does not readily import or catabolize extracellular isomaltulose. However, among intracellular enzymes, cytosolic Suc synthase (in the breakage direction) and vacuolar soluble acid invertase (SAI) substantially catabolize isomaltulose. From kinetic studies, the specificity constant of SAI for isomaltulose is about 10% of that for Suc. Activity varied against other Suc isomers, with V(max) for leucrose about 6-fold that for Suc. SAI activities from other plant species varied substantially in substrate specificity against Suc and its isomers. Therefore, in physiological studies, the blanket notion of Suc isomers including isomaltulose as nonmetabolized sugars must be discarded. For example, lysis of a few cells may result in the substantial hydrolysis of exogenous isomaltulose, with profound downstream signal effects. In plant biotechnology, different V(max) and V(max)/K(m) ratios for Suc isomers may yet be exploited, in combination with appropriate developmental expression and compartmentation, for enhanced sugar yields.

摘要

异麦芽酮糖是蔗糖(Suc)的结构异构体。它已被广泛用作生理研究中的非代谢性糖,以更好地了解糖在植物中的调节作用和运输。它越来越多地被用作营养人类食品,具有一些有益的特性,包括低血糖指数和致龋性。蔗糖异构酶基因的克隆为在植物中直接进行商业生产开辟了道路。由于植物缺乏异麦芽酮糖的分解代谢能力,因此相对于 Suc 可能会提高产量。然而,这种理解主要是基于用外源性异麦芽酮糖处理完整细胞。在这里,我们表明,甘蔗(种间杂种)与其他测试植物一样,不易进口或分解细胞外的异麦芽酮糖。然而,在细胞内酶中,细胞质蔗糖合酶(在断裂方向)和液泡可溶性酸性转化酶(SAI)大量分解异麦芽酮糖。从动力学研究来看,SAI 对异麦芽酮糖的特异性常数约为 Suc 的 10%。活性针对其他 Suc 异构体而变化,与 Suc 相比,莱苏糖的 Vmax 约为 6 倍。来自其他植物物种的 SAI 活性在针对 Suc 及其异构体的底物特异性方面差异很大。因此,在生理研究中,必须摒弃包括异麦芽酮糖在内的 Suc 异构体作为非代谢性糖的笼统概念。例如,少数细胞的裂解可能导致外源性异麦芽酮糖的大量水解,从而产生深远的下游信号效应。在植物生物技术中,不同的 Suc 异构体的 Vmax 和 Vmax/Km 比值可能会被利用,结合适当的发育表达和区室化,以提高糖产量。

相似文献

1
异麦芽酮糖在植物细胞中被积极代谢。
Plant Physiol. 2011 Dec;157(4):2094-101. doi: 10.1104/pp.111.189001. Epub 2011 Oct 18.
2
沉默抗性蔗糖同分异构酶基因的成熟茎表达驱动甘蔗中异麦芽酮糖积累到高水平。
Plant Biotechnol J. 2013 May;11(4):502-9. doi: 10.1111/pbi.12038. Epub 2013 Jan 9.
3
经过基因改造以生产蔗糖异构体的甘蔗植株中糖分含量翻倍。
Plant Biotechnol J. 2007 Jan;5(1):109-17. doi: 10.1111/j.1467-7652.2006.00224.x.
4
可代谢糖和不可代谢糖在番茄中激活不同的信号转导途径。
Plant Physiol. 2002 Apr;128(4):1480-9. doi: 10.1104/pp.010771.
6
当前关于蔗糖异构酶的研究及其在生物异麦芽酮糖生产中的应用。
Appl Microbiol Biotechnol. 2014 Aug;98(15):6569-82. doi: 10.1007/s00253-014-5816-2. Epub 2014 May 28.
8
根癌土壤杆菌致瘤过程中的血管形成、大量溶液流动以及蔗糖代谢酶的局部作用。
Plant Physiol. 2003 Nov;133(3):1024-37. doi: 10.1104/pp.103.028142. Epub 2003 Oct 2.
9
膳食异麦芽酮糖醇在人体内的斑块形成。
Caries Res. 1990;24(1):48-51. doi: 10.1159/000261238.
10
来自植物病原菌雷蒙德氏欧文氏菌的帕拉金糖代谢基因簇的克隆与特性分析
J Bacteriol. 2001 Apr;183(8):2425-30. doi: 10.1128/JB.183.8.2425-2430.2001.

引用本文的文献

1
代谢组学分析揭示了柑橘砧木叶片和根系对黄龙病的不同生理响应。
Int J Mol Sci. 2022 Aug 17;23(16):9242. doi: 10.3390/ijms23169242.
3
靶向茎液泡的蔗糖异构酶提高高粱中的糖分含量。
Biotechnol Biofuels. 2021 Mar 1;14(1):53. doi: 10.1186/s13068-021-01907-z.
4
蔗糖是调控杂交蔷薇芽生长的关键激素机制的早期调节因子。
J Exp Bot. 2015 May;66(9):2569-82. doi: 10.1093/jxb/erv047. Epub 2015 Apr 13.

本文引用的文献

1
转化酶的调控:一套转录和转录后机制
Funct Plant Biol. 2007 Jun;34(6):499-507. doi: 10.1071/FP06227.
2
重新思考代谢控制。
Plant Sci. 2009 Apr;176(4):441-51. doi: 10.1016/j.plantsci.2009.01.005. Epub 2009 Jan 20.
3
刺激蚕豆叶片组织中糖的输出。
Planta. 1988 Jun;174(3):340-8. doi: 10.1007/BF00959519.
4
转异麦芽酮糖合酶基因甘蔗的田间表现。
Plant Biotechnol J. 2012 Feb;10(2):217-25. doi: 10.1111/j.1467-7652.2011.00655.x. Epub 2011 Sep 5.
5
从生物物理角度看植物蔗糖转运蛋白。
Mol Plant. 2011 May;4(3):395-406. doi: 10.1093/mp/ssr029. Epub 2011 Apr 18.
6
转 trehalulose 合酶基因表达导致成熟甘蔗茎中蔗糖异构体 trehalulose 浓度升高。
Plant Biotechnol J. 2011 Jan;9(1):32-7. doi: 10.1111/j.1467-7652.2010.00528.x.
7
高等植物中的蔗糖转运蛋白。
Curr Opin Plant Biol. 2010 Jun;13(3):288-98. doi: 10.1016/j.pbi.2010.02.001. Epub 2010 Mar 18.
8
水稻蔗糖转运蛋白 OsSUT1 和 OsSUT5 的转运活性。
Plant Cell Physiol. 2010 Jan;51(1):114-22. doi: 10.1093/pcp/pcp172. Epub 2009 Dec 3.
9
糖感知与信号传导——最新进展
Curr Opin Plant Biol. 2009 Oct;12(5):562-7. doi: 10.1016/j.pbi.2009.07.014. Epub 2009 Aug 27.
10
经过基因改造以生产蔗糖异构体的甘蔗植株中糖分含量翻倍。
Plant Biotechnol J. 2007 Jan;5(1):109-17. doi: 10.1111/j.1467-7652.2006.00224.x.

文献AI研究员

20分钟写一篇综述,助力文献阅读效率提升50倍。

立即体验

用中文搜PubMed

大模型驱动的PubMed中文搜索引擎

马上搜索

文档翻译

学术文献翻译模型,支持多种主流文档格式。

立即体验