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维生素B6(VB6)是一种水溶性维生素,游离型为吡哆醇(Pyridoxine,PN)、吡哆胺(Pyridoxamine,PM)和吡哆醛(Pyridoxal,PL),相应磷酸酯形式为磷酸吡哆醇(Pyridoxine-5’-phosphate,PNP)、磷酸吡哆胺(Pyridoxamine-5’-phosphate,PMP)和磷酸吡哆醛(Pyridoxal-5’-phosphate,PLP)。其中PLP是VB6的主要辅酶形式,参加催化涉及氨基酸的代谢反应,在合成和代谢的反应中发挥重要的作用。在不同VB6化合物间的相互转变的途径中,磷酸酶发挥重要的作用,可以使磷酸酯形式的VB6去磷酸化生成游离形式的VB6。
烟草是一种经济作物,在国民经济发展中起着重要的作用。同时,烟草作为一种模式植物,广泛用于植物生理生化的研究。磷酸吡哆醛水解酶(PLP水解酶)在烟草体内VB6的转换代谢中起着重要作用。
本实验采用硫酸铵沉淀、DEAE-SepharoseFastFlow阴离子交换、SephadexG-100凝胶过滤和SPSephadexC-25阳离子交换柱层析等步骤,对烟草PLP水解酶进行了分离纯化。结果显示:该酶被纯化了119.6倍,比活力为1110.09U/mg,得率为28.49%,经凝胶过滤和SDS-PAGE测得该酶的全分子量为49.6kDa,亚基分子量约为25kDa。
对PLP水解酶的部分酶学性质研究,得出该酶的最适温度为50℃,最适反应pH为5.5。但在50℃条件下该酶很不稳定,在短时间内活性损失较大,而在30℃~40℃条件下,该酶能保持较好的活性稳定。
Mg2+、Ca2+、Mn2+等对该酶有激活作用,以Mg2+作用最强,其次是Ca2+、Mn2+、Zn2+和Cu2+。金属离子螯合剂EDTA对酶具有抑制作用,加入Mg2+后抑制作用得到解除。产物(磷酸三钠和PL)对酶活性具有很强的抑制性,底物竞争性抑制剂ATP和对硝基苯磷酸二钠(pNPP)也具有较强的抑制作用。
在最适反应条件下,测得反应底物磷酸吡哆醛(PLP)和磷酸吡哆胺(PMP)的Km值分别为0.23mmol/L和0.56mmol/L,这表明在VB6代谢过程中,该酶对PLP比PMP具有更好的亲和力。