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一、概述


在高等植物体内,与蔗糖代谢密切相关的主要酶有蔗糖合成酶、转化酶、和蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,SPS,)。蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性能反映出植物合成蔗糖的能力,并且是整个过程的重要临空点,从而导致相关淀粉作物的淀粉合成含量。蔗糖磷酸合成酶存在于细胞质中,是糖基转移酶,是一种可溶性限速酶,活性最适pH值约为 7.0,极不稳定,对蔗糖的合成有着至关重要的调控作用。蔗糖是碳化物主要运输的形式,也是光合运输的主要产物,对植物的生长发育有着直接的影响,因此 SPS 在农学上的研究意义至关重要。UDPG(尿苷二磷酸葡萄糖)和6-磷酸果糖在 SPS 催化作用下,生成 6-磷酸蔗糖和 UDP,在 SPP 的作用下6-磷酸蔗糖脱磷酸并水解形成磷酸根离子和蔗糖,前者促进物质,后者阻碍物质,此反应不可逆。


二、检测指标


序号 指标 检测方法 样品要求 询价
1 植物蔗糖磷酸合成酶 陌凡生物-蔗糖磷酸合成酶(SPS)测定试剂盒 鲜样 钟鼎QQ技术支持

三、蔗糖磷酸合成酶结构


目前的研究表明,SPS 是由 2 个或 4 个亚基构成的二聚体或四聚体。但不同作物中纯化获得的 SPS,其亚基的分子量与亚基数量稍有不同。玉米与菠菜中,SPS是由分子量为 117-138kDa 的亚基构成的二聚体或四聚体。而水稻 SPS 亚基的分子量为 116 ~ 120kDa,聚合体分子量为 420 ~ 520kDa,所以认为水稻 SPS 是一个四聚体。



四、蔗糖磷酸合成酶生化特性


SPS 以 UDPG( 尿苷二磷酸葡萄糖) 为供体,以 6-磷酸果糖( fructose-6-phosphate) 为受体,催化合成 6-磷酸蔗糖( sucrose-6-phosphate) 。6-磷酸蔗糖在 SPP(磷酸蔗糖磷酸化酶) 的作用下脱磷酸并水解形成蔗糖和磷酸根离子,此反应基本上是不可逆的; 而 SPS 和 SPP 又是以复合体的形式存在于植物体内,所以 SPS 催化蔗糖生成实际上也是不可逆的。因此,SPS 是植物体内控制蔗糖合成的关键酶。


五、蔗糖磷酸合成酶的作用


1、植物体内蔗糖的积累与 SPS 活性正相关

SPS影响光合产物在淀粉与蔗糖之间的分配,SPS 活性与淀粉积累呈现负相关,而与蔗糖积累呈显著正相关。柑橘果实中蔗糖浓度的变化与SPS活性的变化一致。而甘蔗茎、叶中蔗糖的含量均与 SPS 的活性正相关。从胚芽期到五叶期,超甜玉米和普通玉米的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活力逐渐升高,并且超甜玉米中这两种酶的活力都高于普通玉米。此外、SPS 还影响果实积累的糖的类型,如以积累蔗糖为主的糯米糍荔枝比以积累还原糖为主的妃子笑荔枝具有更高的 SPS 活性。


2、SPS 参与植物的生长和产量形成,并影响品质

对 8 个生长率相差很大的玉米品种的 SPS 活性检测发现,SPS 活性高低与生长率显著正相关。有人把SPS 活性作为玉米杂交育种选育的指标,并且证明杂交后代第四位叶片的 SPS 活性与产量显著正相关。经过 22 轮混合选择后获得的高产玉米品种的 SPS 活性明显比原来的亲本高。转基因研究也表明 SPS 在增加产量和提高品质方面起重要作用。


3、SPS 在植物抗胁迫过程中起重要作用

当植物遇到低温、干旱或高盐等逆境条件时,植物体内的 SPS活性往往会提高,使植物体内碳同化物分配变化,以增加植物体内的蔗糖等可溶性糖的含量,从而改变细胞的渗透压来抵抗胁迫环境的影响。