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酶標(biāo)儀在植物領(lǐng)域的應(yīng)用總結(jié)
一、簡(jiǎn)介
在基于哺乳動(dòng)物細(xì)胞的研究中，酶標(biāo)儀主要應(yīng)用于: (1) 常規(guī)分子檢測(cè)，如核酸、蛋白濃度及酶活性分析等；(2) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究， 如一些細(xì)胞信號(hào)事件如 ROS，修飾的檢測(cè)；(3) 整體細(xì)胞水平的分析，如細(xì)胞的活力、凋亡和殺傷等。然而在植物領(lǐng)域中，酶標(biāo) 儀的應(yīng)用則偏向前兩個(gè)方向，此外，植物領(lǐng)域的酶標(biāo)儀應(yīng)用普遍度也不及動(dòng)物，但這并不限制酶標(biāo)儀在該領(lǐng)域的應(yīng)用前景。在此， 我們結(jié)合常見(jiàn)的應(yīng)用案例介紹酶標(biāo)儀在植物領(lǐng)域中的應(yīng)用，提升酶標(biāo)儀在植物研究中的應(yīng)用價(jià)值，并進(jìn)一步協(xié)助植物的科研發(fā)展。
二、利用酶標(biāo)儀進(jìn)行常見(jiàn)的分子檢測(cè)和分析
在植物領(lǐng)域中一些基礎(chǔ)的分子檢測(cè)，如基于紫外吸收或熒光的 DNA，RNA 和蛋白定量及純度分析等，都可以用酶標(biāo)儀進(jìn)行 高通量檢測(cè)。由于原理和應(yīng)用類(lèi)型與研究哺乳動(dòng)物細(xì)胞類(lèi)似，在此就不贅述了，大家有需求可參考我們針對(duì)核酸定量的應(yīng)用材料。 在此我們主要列植物領(lǐng)域中比較特色的幾個(gè)案例。
2.1 吸收峰和熒光光譜分析
植物領(lǐng)域中通常會(huì)涉及到對(duì)一些感興趣的化合物，如色素等的物理指標(biāo)分析，其中就包括吸收峰分析和針對(duì)具有熒光特質(zhì)的 化合物進(jìn)行熒光光譜分析。通常這些分析會(huì)由分光光度計(jì)完成，但會(huì)受到通量和曲線分析能力的限制?，F(xiàn)階段大部分 Molecular Devices 推出的配備光柵的酶標(biāo)儀如 M 系列和 iD 系列都支持出色的光譜掃描分析，包括全波長(zhǎng)光吸收和熒光光譜掃描，步進(jìn)可精 確至 1 nm，可應(yīng)對(duì)常見(jiàn)的光譜分析需求，并極大提高通量。同時(shí)配備的 SoftMax Pro 軟件可自動(dòng)分析光譜圖簡(jiǎn)化處理流程。
基于光譜掃描還可用于進(jìn)一步分析具有調(diào)節(jié)熒光能力的蛋白功能，如藍(lán)藻細(xì)菌中的 Orange Carotenoid Protein (OCP) 在強(qiáng) 藍(lán)-綠光下會(huì)和藻膽 ( 蛋白 ) 體 (PBS) 相互作用來(lái)保護(hù)細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)中可觀察到 OCP 的引入可降低 PBS 的熒光發(fā)射強(qiáng)度。對(duì)于新發(fā)現(xiàn) 的 OCP 家族成員，我們就可以通過(guò)熒光光譜掃描功能確認(rèn)其是否會(huì)淬滅 PBS 的熒光 ( 圖一 )。結(jié)果發(fā)現(xiàn)相較于已知的 OCP1，新 發(fā)現(xiàn)的 OCP2 具有較弱的熒光淬滅能力 ( 圖一，來(lái)源于文獻(xiàn) Nat Plants. 2017 Jul 10;3:17089. )。
2.2 酶活分析
在植物研究中，酶活分析也是常見(jiàn)的檢測(cè)之一，主要用于探究植物本身酶的功能和植物提取物對(duì)各種酶活性的影響。基于底 物工作機(jī)制的不同，酶活可用光吸收法和熒光法檢測(cè)。例如圖二就展示了多種植物的提取物對(duì)參與血糖調(diào)控的 α-淀粉酶 (α-amylase) 和 α-葡萄糖苷酶 (α-glucosidase) 活力的抑制 ( 來(lái)源于文獻(xiàn)：J Agric Food Chem. 2012 Sep 12;60(36):8924-9.)。其中，α-淀粉酶 的活力檢測(cè)是基于使用自身淬滅的 DQ™ starch 熒光底物。隨著底物在酶的作用下發(fā)生降解，進(jìn)而發(fā)出熒光，并可通過(guò)熒光強(qiáng)度 的變化分析酶活。而 α-葡萄糖苷酶活性的檢測(cè)則基于其底物光吸收屬性在酶處理下的變化。