在我们研究已经发现小麦叶片衰老过程中出现的一种分子量非常大的蛋白水解酶(500KD-2000KD)的基础上,为鉴定这种蛋白水解酶并探索其功能,本课题将分离纯化该酶,鉴定其生化特性,如亚基分子量、稳定性等,特别是它对于水解的底物,尤其是对Rubisco的专一性,并与现已知的几种大分子量蛋白水解酶进行比较,明确该酶在细胞内的定位,分析该酶在不同逆境条件下的Western表达谱,从而明确该酶在叶衰老中的功能。研究结果不仅可以丰富植物叶蛋白质降解的理论,而且有助于了解叶衰老过程中细胞内蛋白质代谢的变化,并能为今后农业生产上延缓作物衰老,提高作物产量和品质提供科学依据.
在衰老小麦叶片的蛋白水解酶同工酶研究中,我们发现了一种高分子量蛋白酶。本项目对该蛋白酶的分离纯化及其生化特性,衰老黄瓜叶片内肽酶同工酶和其生化特性,黄瓜和小麦叶片及萌发小麦种子中蛋白酶(包括该蛋白酶体)的活性表现及其与Rubisco和种子蛋白质降解的关系进行了研究。结果发现该酶体能将α-Casein彻底降解,活性能被20S蛋白酶体专一抑制剂抑制,在分离纯化中非常不稳定,其分子量大于20S蛋白酶体,最适pH偏酸,可能是一种经修饰的新蛋白酶体;暗诱导衰老黄瓜叶片内有9种内肽酶同工酶,其中6种与叶衰老相关.丝氨酸内肽酶有4种并在叶片衰老中起主要作用;暗诱导衰老小麦叶绿体基质中存在一种能专一降解53kDa Rubisco大亚基成51kDa的金属型丝氨酸蛋白酶。研究结果极大地丰富了植物叶片中蛋白水解酶种类、特性以及它们与叶蛋白降解,尤其是Rubisco被降解等方面的理论知识。