几丁质酶的活性测定

几丁质活性的测定
⑴ 几丁质酶
几丁质是绝大多数真菌细胞壁的主要成份,而在植物中却不存在。但高等植物普遍存在着几丁质酶,并可通过几丁质酶催化几丁质的水解,使植物具有抵御真菌侵染的能力(Shibuya and Minami, 2001)。在正常情况下,高等植物的几丁质酶表达水平很低,而当植物体遭受到病原真菌、细菌和病毒侵染,机械创伤或乙烯处理时, 其表达活性显著增强。特别是在β-1,3-葡聚糖酶的协同作用下,可明显抑制真菌的生长(Sela-Buurlage et al., 1993)。几丁质酶是植物体中与防御有关的一种次生水解酶,是植物广谱防御机制的一个成分(Van Loon and Van Strien, 1999),它能催化真菌细胞壁的重要成分——几丁质的水解,从而抑制真菌的生长增殖,提高植物的抗真菌能力。而植物体中尚未发现几丁质酶作用的底物,所以,几丁质酶在植物体中诱导与积累,对于增强植物的抗病能力有重要作用。几丁质酶主要水解几丁质多聚体β-1,4键,产生N-乙酰葡聚糖胺寡聚体,水解可以是外切作用也可以是内切作用。
⑵ 试剂的配制
① 胶状几丁质的制备
  称取粉末状几丁质(甲壳素,sigma)5.0 g,缓慢加入200 mL (≤4℃)预冷的浓HCl中,在磁力搅拌器上剧烈搅拌,待几丁质粉末均匀分散后,在水浴中轻度搅拌并缓慢加热至37 ℃混合物的粘度迅速增加,几分钟后粘度开始下降,混合物逐渐变得清亮。当几丁质基本上溶解完毕时,用玻璃棉过滤,将滤液倒入2000 mL预冷(≤4℃)的蒸馏水中,搅拌,几分钟后几丁质沉淀,溶液变得混浊,30分钟后停止搅拌,将悬液置于冰箱(≤4℃)沉淀过夜。倒掉上清,剩余部分用双层中性滤纸抽滤,沉淀用蒸馏水洗涤数次,待pH达到5以上时,加数滴1 N NaOH使溶液呈中性。将上述中性沉淀物加到200 mL的蒸馏水中,剧烈搅拌重新悬浮,即为胶体几丁质溶液。取该溶液5 mL, 105℃烘箱干燥至衡重,测定溶液几丁质的含量(胶体几丁质溶液的几丁质含量为: mg/mL),并将胶体几丁质溶液浓度稀释为1%。
② 1%对二甲氨基苯甲醛(1% DMAB)
称取1 g对二甲氨基苯甲醛,加入少量冰醋酸溶解,再加1.25 mL浓HCl,最终用冰醋酸定容至100 mL.(溶液呈黄)
③ 饱和硼砂
    称取5.0 g四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O),溶于100 mL热水中,冷却后备用。
⑶ 几丁质酶活性的测定
① 几丁质酶的提取
称取0.1g水稻叶片,液氮研磨成粉末,加2 mL醋酸提取液(0.05 mol/L,pH5.0),转移入2 mL离心管,4℃下12000 r/min离心15 min,上清液转移到新的1.5 mL离心管中,4℃冰箱中保存备用。
② 外切几丁质酶活性测定
1.2 mL反应混合液中含0.4 mL粗酶提取液、0.4 mL醋酸缓冲液(0.05 mol/L,pH5.0)和0.4 mL胶体几丁质溶液(1%)。37 ℃水浴反应2 h后,4000 r/min离心10min,终止反应。
参考Reissig等(1955)的方法测定上清液中的N-乙酰葡萄糖胺量。方法是取0.4 mL上清液,加0.2 mL饱和硼砂溶液(上清液即刻变黄),沸水浴7 min,冷却后再加2 mL冰醋酸和1
mL 1%对二甲氨基苯甲醛(DMAB)溶液,37 ℃水浴保温15min后(溶液呈红),585nm处测定溶液吸光值。
③ 内切几丁质酶活性测定
    取0.4 mL上述上清液,加40 μL 1%蜗牛酶溶液,继续在37 ℃反应30 min,用上述Reissig等(1955)的方法测定产生的N-乙酰葡萄糖胺量,即得总几丁质酶活性。总几丁质酶活性减去外切几丁质酶活性,即为内切几丁质酶活性。一个酶活性单位(U)定义为每克鲜植物组织每小时分解胶体几丁质产生1μg N-乙酰氨基葡萄糖的酶量。
④ N-乙酰葡萄糖胺标准曲线的制备
配制100 μg/mL N-乙酰葡萄糖胺(N-Acetyl-D-glucosamine,GlcNAc)母液。
氮气冷却系统南歧之见许昌学院学报
管号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
深圳市龙华区基础教育100 μg/mL  GlcNAc (mL)
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
H2O (mL)
曹海鑫
0.4
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0
GlcNAc浓度(μg/mL)
0
12.5
25.0
昆明闪电37.5
50.0
62.5
75.0
87.5
100.0
加0.2 mL饱和硼砂溶液
沸水浴7 min
冷却,加2 mL冰醋酸、1 mL 1% DMAB
37 ℃水浴保温15min后(溶液呈红)
585nm处测定吸光值。
参考文献:
肖拴锁, 王钧. 水稻中超氧诱导与稻瘟菌抗性及苯丙氨酸解氨酶、几丁酶、β-1,3-葡聚糖酶活性诱导的关系. 中国水稻科学, 1997 (02): 93-102.
Reissig JL, Strominger JL, Leloir LF. A modified colorimetric method for the estimation of N-acetylamino sugars. Journal of Biological Chemistry, 1955, 217: 959-966.
Sela-Buurlage MB, Ponstein AS, Bres-Vloemans SA, Melchers LS, van den Elzen PJM, Cornelissen BJC. Only specific tobacco (Nicotiana tabacum) chitinases and β-1,3-glucanases exhibit antifungal activity. Plant Physiology, 1993, 101(3): 857-863.
Shibuya N, Minami E. Oligosaccharide signalling for defence responses in plant. Physiological and Molecular plant pathology, 2001, l59: 223-233.
Van Loon LC, Van Strien EA. The families of pathogenesis-related proteins, their activities, and comparative analysis of PR-1 type proteins. Physiological and Molecular Plant Pathology, 1999, 55(2): 85-97.

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