Pathway and the enzymes for biosynthesis of mugineic acid family in iron-deficient barley roots.

缺铁大麦根中麦根酸家族生物合成的途径和酶。

基本信息

  • 批准号:
    07660075
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.45万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1995
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1995 至 1996
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The aim of this research project was to clarify the biosynthetic pathway of mugineic acid family of phytosiderophores (MAs), which is secreted by the roots of grasses and solubilizes iron in rhizosphere under iron-deficient condition.At first, the experiment was conducted to investigate the pathway of MAs biosynthesis which is derived from glucose. In the experiment, it was indicated that ^<14>C of glucose was converted to MAs rapidly. The rate for conversion of glucose into MAs was as high as that into organic acids in TCA cycle or amino acids in protein. The feeding experiments of excised barley roots was conducted using glucose whose carbons were specifically labeled by stable isotope ^<13>C or radio isotope ^<14>C.The results suggested that all of 6 carbons in a glucose molecule were incorporated specifically into a MAs molecule.The feeding experiment with ^<14>C-homoserine suggested that homoserine may not be a precursor of MAs. In the subsequent experiment about the relationship between sulfur metabolism and MAs biosynthesis, glucose was suggested to be converted to MAs by way of methionine bypassing homoserine. In addition, the valuable result was obtained which shows that glycerol is converted to MAs rapidly.In the experiments using inhibitors of metabolism, it was noted that DTNB,PCBA and beta-cyanoalanine increase the incorporation of ^<14>C of methionine into MAs.As a preliminary step for purification of enzymes catalyzing MAs biosynthesis, cell free system derived from roots of iron-deficient barley was prepared and used for feeding experiments with ^<14>C-labeled compounds. The results showed that homocysteine strongly inhibited the incorporation of ^<14>C of methionine into MAs. It was suggested that homocysteine may competitively inhibit MAs biosynthesis as an analogue of methionine. It may be a useful information for the succeeding experiment to purify the enzymes of MAs biosynthesis.
本研究项目的目的是阐明植物铁素体(MAs)麦根酸家族的生物合成途径,该家族由草根分泌,在缺铁条件下溶解根际铁。来自葡萄糖的 MAs 生物合成途径。在实验中,表明葡萄糖的 14 C迅速转化为MA。葡萄糖转化为MA的速率与TCA循环中有机酸或蛋白质中氨基酸的转化率一样高。使用葡萄糖进行离体大麦根的喂养实验,葡萄糖的碳被稳定同位素^ 13 C或放射性同位素^ 14 C特异性标记。结果表明,葡萄糖分子中的所有6个碳都特异性地掺入到葡萄糖中。 MAs分子。14C-高丝氨酸的喂养实验表明高丝氨酸可能不是MAs的前体。在随后的硫代谢与MAs生物合成关系的实验中,提出葡萄糖绕过高丝氨酸通过蛋氨酸转化为MAs。此外,获得了有价值的结果,表明甘油快速转化为MA。在使用代谢抑制剂的实验中,注意到DTNB、PCBA和β-氰基丙氨酸增加了甲硫氨酸的^ 14 C掺入MA中。作为纯化催化 MAs 生物合成的酶的初步步骤,制备了源自缺铁大麦根的无细胞系统,并用于饲喂实验^ 14 C-标记的化合物。结果表明,同型半胱氨酸强烈抑制甲硫氨酸的^ 14 C掺入MA中。有人提出,同型半胱氨酸可能作为甲硫氨酸的类似物竞争性抑制MAs生物合成。这可能为后续纯化MAs生物合成酶的实验提供有用的信息。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
河合成直: "農業技術体系 第1巻 土壌肥料編追録7号" 農山漁村文化協会編集部, 6 (1996)
河井直树:《农业技术体系第1卷土肥版补遗第7号》乡村文化协会编辑部第6期(1996年)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Shigenao Kawai: "Rapid incorporation of ^C glucose into phytosiderophores in iron-deficient barley roots." Soil Sci Plant Nutr.43. 75-84 (1997)
Shigenao Kawai:“14 C葡萄糖快速掺入缺铁大麦根中的植物铁载体中。”
  • DOI:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Shigenao Kawai: "Rapid incorporation ^C of glucose into phytosiderophore in iron-deficient barley roots." Soil sci. Plant Nutr.43. 75-84 (1997)
Shigenao Kawai:“葡萄糖在缺铁大麦根部的植物铁载体中快速掺入^ 14 C。”
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Shigenao Kawai: "Rapid incorporation of ^C glucose into phytosiderophore in iron-deficient barley roots." Soil Sci.Plant Nutr.43 (in press). (1997)
Shigenao Kawai:“14 C葡萄糖快速掺入缺铁大麦根中的植物铁载体中。”
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
河合成直: "農業技術体系 第1巻 土壌肥料編追録7号" 農産漁村文化協会編集部, 6 (1996)
河井直树:《农业技术体系第1卷土肥版补遗第7号》农渔村文化协会编辑部第6期(1996年)
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