多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase,PG)是一種重要的果膠酶,廣泛存在于植物、細(xì)菌及真菌中。其主要功能是催化多聚半乳糖醛酸的分解,在多種生物過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用:
果實(shí)軟化的關(guān)鍵酶:在果實(shí)成熟過程中,PG 催化果膠的水解,導(dǎo)致果實(shí)質(zhì)地變軟。例如,在番茄果實(shí)成熟過程中,PG 活性逐漸升高,果膠被分解,果實(shí)從硬實(shí)變?yōu)槿彳?,最終達(dá)到可食用狀態(tài)。研究表明,PG 活性與果實(shí)軟化程度呈顯著正相關(guān)(R2=0.88)。
植物發(fā)育的調(diào)控因子:PG 在花粉授粉、種子發(fā)育成熟及器官脫落等過程中發(fā)揮作用。在花粉管生長過程中,PG 分解果膠,幫助花粉管穿透柱頭和花柱組織,完成受精過程。在種子成熟過程中,PG 參與果膠的分解,促進(jìn)種子從果實(shí)中釋放。
病原菌侵染的致病因子:病原菌在侵染宿主植物時(shí),分泌PG水解宿主細(xì)胞壁的果膠成分,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),進(jìn)而導(dǎo)致病程發(fā)展。例如,灰霉病菌在侵染番茄果實(shí)過程中,PG活性提高3.5倍,加速果膠分解,導(dǎo)致果實(shí)腐爛。因此,PG活性檢測可用于植物病害的早期診斷和抗病育種研究。
亞科因生物的 CheKine™ 多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性檢測試劑盒(微量法)采用 DNS 比色法,通過半乳糖醛酸的還原性醛基與 DNS 試劑反應(yīng)生成紅棕色物質(zhì),其吸光度變化反映 PG 活性:
PG 的催化反應(yīng):PG 催化多聚半乳糖醛酸分解生成半乳糖醛酸。半乳糖醛酸具有還原性醛基,在堿性條件下能與 DNS 試劑發(fā)生反應(yīng)。
DNS 試劑的顯色反應(yīng):半乳糖醛酸與 DNS 試劑在沸水浴條件下反應(yīng),生成紅棕色的 3,5-二硝基水楊酸銨。該物質(zhì)在 540 nm 處具有特征吸收峰,其吸光度與 PG 活性呈正比關(guān)系。
樣本預(yù)處理要求:由于 DNS 試劑對(duì)蛋白質(zhì)、核酸等成分有一定反應(yīng),樣本需進(jìn)行適當(dāng)預(yù)處理,如離心、透析等,以去除干擾物質(zhì)。對(duì)于復(fù)雜生物樣本,建議進(jìn)行果膠酶抑制劑處理,以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
反應(yīng)條件的優(yōu)化:反應(yīng)體系采用 0.5 M 檸檬酸 - 磷酸鹽緩沖液(pH 6.0 - 6.2),配合沸水浴加熱 5 - 10 分鐘,確保反應(yīng)的靈敏度和特異性。
線性范圍:試劑盒的線性檢測范圍為 10 - 200 μg/mL 半乳糖醛酸(以半乳糖醛酸計(jì)),相關(guān)系數(shù) R2≥0.99。
靈敏度:檢測限可達(dá) 2 μg/mL,能夠滿足從植物組織到微生物培養(yǎng)液等多種樣本的檢測需求。
540 nm 波長的選擇依據(jù):DNS 試劑與半乳糖醛酸反應(yīng)生成的紅棕色物質(zhì)在 540 nm 處具有最大吸收峰,而常見的生物樣本成分(如蛋白質(zhì)、核酸等)在該波長處吸收較弱。通過高精度分光光度計(jì)測量 540 nm 處吸光度變化,可實(shí)現(xiàn)對(duì) PG 活性的精準(zhǔn)定量。
內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)曲線系統(tǒng):試劑盒配備高、中、低三個(gè)濃度水平的半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)品,用戶可建立標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行絕對(duì)定量分析。標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸系數(shù)要求≥0.985,確保檢測結(jié)果的可靠性。
重復(fù)性與再現(xiàn)性測試:經(jīng)過嚴(yán)格測試,同一批次試劑盒內(nèi)樣品檢測的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)≤4.5%,不同批次間 RSD≤6.5%,符合行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
基于 CheKine™ PG 活性檢測試劑盒的高精度與廣泛適用性,該產(chǎn)品在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出其應(yīng)用價(jià)值:
植物生理研究:在研究果實(shí)成熟過程中 PG 活性變化時(shí),發(fā)現(xiàn)蘋果果實(shí)成熟過程中 PG 活性在采收后 7 天內(nèi)升高 2.8 倍,與果實(shí)硬度下降速率呈顯著負(fù)相關(guān)(R2=0.84)。通過調(diào)控 PG 活性,可延緩果實(shí)軟化,延長貨架期。
植物病理學(xué)研究:在小麥赤霉病研究中,檢測發(fā)現(xiàn)感染后小麥穗部 PG 活性比健康穗部高 4.3 倍。利用 PG 活性作為病害診斷指標(biāo),可提前 3 - 5 天預(yù)測病害發(fā)生,為病害防控提供依據(jù)。
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用:在轉(zhuǎn)基因抗病番茄研究中,檢測發(fā)現(xiàn)過表達(dá) PG 抑制蛋白基因的番茄品種,其 PG 活性比對(duì)照組低 78%,病斑面積減少 63%。這為開發(fā)抗病番茄品種提供了重要的技術(shù)支撐。
食品加工與保鮮:在柑橘果汁加工過程中,檢測發(fā)現(xiàn) PG 活性在果汁儲(chǔ)存期間逐漸升高,導(dǎo)致果汁渾濁度增加和口感下降。通過添加 PG 抑制劑,可將果汁儲(chǔ)存期延長 15 天,保持澄清度和風(fēng)味。
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