植物乳胶中核酸酶与蛋白酶的生化特性解析:以飞扬草(Euphorbia hirta)和波叶巴豆(Croton bonplandianum)为例

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:South African Journal of Botany 2.7

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  本研究聚焦大戟科植物飞扬草和波叶巴豆乳胶的生化特性,通过电泳与层析技术首次系统揭示其核酸酶(DNase)和蛋白酶(35 kDa)活性。研究发现乳胶能高效降解Lambda DNA,纯化的蛋白酶兼具血渍清除、凝乳及酪蛋白水解功能,为分子生物学工具酶开发及纺织、乳品工业应用提供新资源。

  

植物界蕴藏着无数化学防御的秘密武器,乳胶便是其中一类神奇的"植物血液"。当茎叶受损时,这些乳白色液体会迅速凝固封住伤口,犹如大自然的创可贴。大戟科植物尤其擅长此道,其乳胶中含有大量具有药用价值的次生代谢物。然而,这些乳胶中隐藏的"分子剪刀"——核酸酶和蛋白酶,其具体特性与工业应用潜力仍待挖掘。来自REVA大学和Maharani Cluster University的研究团队选取印度本地两种常见药用植物飞扬草和波叶巴豆,首次系统解析其乳胶酶活性,相关成果发表于《South African Journal of Botany》。

研究采用琼脂糖凝胶电泳检测DNA降解活性,离子交换与凝胶过滤层析纯化蛋白酶,结合SDS-PAGE确定分子量。通过含底物琼脂板定性筛选酶活,并测试血渍清除、凝乳等应用功能。

植物乳胶收集与处理
在印度班加罗尔郊区采集两种植物茎部乳胶,经离心处理后保存于-20°C。样本经植物分类学家鉴定并留存凭证标本。

乳胶中的核酸酶活性
电泳结果显示未稀释的飞扬草乳胶(A(i)泳道)能完全降解Lambda DNA,稀释后活性逐渐减弱。波叶巴豆乳胶(B(i)泳道)则呈现特异性切割模式,暗示存在限制性内切酶样活性。

讨论
研究发现两种乳胶的核酸酶具有不同作用模式:飞扬草乳胶表现非特异性DNA降解,而波叶巴豆乳胶可能含有序列特异性内切酶。纯化的35 kDa蛋白酶属于半胱氨酸蛋白酶家族,其血渍清除能力源于对血红蛋白的高效水解。

结论
该研究首次证实两种印度本土植物乳胶富含具有工业应用潜力的酶系统。飞扬草乳胶的非特异性核酸酶可作为分子生物学中的DNA清除剂,而波叶巴豆乳胶的特异性切割活性暗示其可能含有新型限制性内切酶。蛋白酶在纺织业血渍处理及奶酪生产中的凝乳应用展现出商业化前景。这些发现为开发植物源工具酶提供了新思路,特别对依赖进口酶的发展中国家生物技术产业具有战略意义。

研究同时指出,乳胶酶的稳定性优化及大规模生产仍是未来研究重点。作者团队特别致谢REVA大学提供的实验设施支持,并声明无利益冲突。

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