橡胶小颗粒蛋白在天然橡胶生物合成中的作用机制研究

The concrete interactive mechanism of small particle rubber protein (SRPP)as one of the most important functional surface proteins of nature rubber particles in the process of natural rubber biosynthesis is needed to be clarified imperatively.Because natural rubber biosynthesis is ractically the polymerization process of the incorporation of isopentenyl pyrophosphate (IPP) units with functional proteins, to establish a dose-response relationship between SRPP and IPP incorporation by quantitatively characterizing SRPP concentration level and IPP incorporation will furnish a factual base for scientifically interpreting the mechanism of SRPP for the biosynthesis of natural rubber.

作为天然橡胶颗粒表面最重要的功能蛋白之一，橡胶小颗粒蛋白在天然橡胶生物合成过程中的具体作用机制亟待阐明。由于天然橡胶的生物合成实质上是异戊烯基焦磷酸酯单元在功能蛋白作用下的併入聚合过程，因此，通过定量表征橡胶小颗粒蛋白的浓度水平以及异戊二烯焦磷酸单元的併入分率，建立橡胶小颗粒蛋白与异戊二烯焦磷酸单元併入间的量效关系，可为科学诠释橡胶小颗粒蛋白在天然橡胶生物合成中的作用机制提供事实依据。

本项目研究了小橡胶颗粒蛋白（SRPP）在天然橡胶生物合成中的机制，研究结果表明，三叶胶乳中的DMAPP和FPP浓度范围分别为 70–96 ng/ml 和242–375 ng/ml，利用天然胶乳底部馏分（BF）作为橡胶合成酶来源，其IPP併入分率约为73.0%，利用天然胶乳水洗橡胶粒子（WRP）作为橡胶合成酶来源，其IPP併入分率约为62.1%。鉴于不含SRPP的水洗橡胶粒子也可以酶催化FPP引发IPP生物合成天然橡胶，因此可以得出结论，SRPP和IPP的併入分率没有直接的联系。但是由于SRPP是三叶橡胶粒子表面结合蛋白的主要组成物质，其与天然橡胶的生物合成有着密切的联系，主要作用是构建天然橡胶合成场所并形成橡胶颗粒，其含量与天然橡胶的产量正相关。因此以三叶橡胶的SRPP作为100%含量基准，利用表面等离子体谐振（SPR）的生物传感技术进行SRPP的定量测试，表明对同体积原始胶乳而言，橡胶草（TKS）产胶量相当于三叶橡胶的产胶量的88.5%，这与蒲公英胶乳内DMAPP、FPP的含量，以及IPP的併入分率低于三叶橡胶均相符合。