拟南芥CER8编码长链酰基-COA合成酶1（LACS1），在植物蜡和角质合成中与LACS2具有重叠功能。,The Plant Journal

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拟南芥CER8编码长链酰基-COA合成酶1（LACS1），在植物蜡和角质合成中与LACS2具有重叠功能。
The Plant Journal ( IF 6.2 ) Pub Date : 2009-04-28 , DOI: 10.1111/j.1365-313x.2009.03892.x
Shiyou Lü ₁ , Tao Song , Dylan K Kosma , Eugene P Parsons , Owen Rowland , Matthew A Jenks

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植物表皮是一种基于细胞外脂质的角质和蜡质基质，覆盖气管器官并保护它们免受多种形式的环境压力。我们在这里报告了CER8 / LACS1的特征，CER8 / LACS1是被认为可以激活酰基链的九个拟南芥长链酰基CoA合成酶之一。LACS1中的突变减少了茎和叶上所有化学类别中蜡的含量，但超长链脂肪酸（VLCFA）类中的酸含量超过24个碳原子（C（24））升高超过155％。lacs1上的C（16）角质素单体减少37％和22％，而茎和叶上的C（18）单体分别增加28％和20％。lacs1-1 lacs2-3双突变体上蜡和角质的含量远低于任何一个亲本，而lacs1-1 lacs2-3的表皮渗透性比任何一个亲本都要高。这些累加效应表明，LACS1和LACS2在蜡和角质合成中均具有重叠的功能。我们证明了LACS1具有VLCFAs C（20）-C（30）的合成酶活性，具有C（30）酸的最高活性。因此，LACS1似乎在蜡代谢中起长链酰基辅酶A合成酶的作用。由于lacs1中的C（16）而不是C（18）的角质素单体被还原，而C（16）酸是LACS1在我们的测定中次之最优选的酸（在C（30）之后），因此LACS1似乎对将C（16）单体并入角质聚酯中。因此，LACS1定义了一种功能新颖的酰基辅酶A合成酶，可优先修饰蜡合成的VLCFA和角质素合成的长链（C（16））脂肪酸。我们证明了LACS1具有VLCFAs C（20）-C（30）的合成酶活性，具有C（30）酸的最高活性。因此，LACS1似乎在蜡代谢中起长链酰基辅酶A合成酶的作用。由于lacs1中的C（16）而不是C（18）的角质素单体被还原，而C（16）酸是LACS1在我们的测定中次之最优选的酸（在C（30）之后），因此LACS1似乎对将C（16）单体并入角质聚酯中。因此，LACS1定义了一种功能新颖的酰基辅酶A合成酶，可优先修饰蜡合成的VLCFA和角质素合成的长链（C（16））脂肪酸。我们证明了LACS1具有VLCFAs C（20）-C（30）的合成酶活性，具有C（30）酸的最高活性。因此，LACS1似乎在蜡代谢中起长链酰基辅酶A合成酶的作用。由于lacs1中的C（16）而不是C（18）的角质素单体被还原，而C（16）酸是LACS1在我们的测定中次之最优选的酸（在C（30）之后），因此LACS1似乎对将C（16）单体并入角质聚酯中。因此，LACS1定义了一种功能新颖的酰基辅酶A合成酶，可优先修饰蜡合成的VLCFA和角质素合成的长链（C（16））脂肪酸。由于lacs1中的C（16）而不是C（18）的角质素单体被还原，而C（16）酸是LACS1在我们的测定中次之最优选的酸（在C（30）之后），因此LACS1似乎对将C（16）单体并入角质聚酯中。因此，LACS1定义了一种功能新颖的酰基辅酶A合成酶，可优先修饰蜡合成的VLCFA和角质素合成的长链（C（16））脂肪酸。由于lacs1中的C（16）而不是C（18）的角质素单体被还原，而C（16）酸是LACS1在我们的测定中次之最优选的酸（在C（30）之后），因此LACS1似乎对将C（16）单体并入角质聚酯中。因此，LACS1定义了一种功能新颖的酰基辅酶A合成酶，可优先修饰蜡合成的VLCFA和角质素合成的长链（C（16））脂肪酸。

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Arabidopsis CER8 encodes LONG-CHAIN ACYL-COA SYNTHETASE 1 (LACS1) that has overlapping functions with LACS2 in plant wax and cutin synthesis.

Plant cuticle is an extracellular lipid-based matrix of cutin and waxes, which covers aerial organs and protects them from many forms of environmental stress. We report here the characterization of CER8/LACS1, one of nine Arabidopsis long-chain acyl-CoA synthetases thought to activate acyl chains. Mutations in LACS1 reduced the amount of wax in all chemical classes on the stem and leaf, except in the very long-chain fatty acid (VLCFA) class wherein acids longer than 24 carbons (C(24)) were elevated more than 155%. The C(16) cutin monomers on lacs1 were reduced by 37% and 22%, whereas the C(18) monomers were increased by 28% and 20% on stem and leaf, respectively. Amounts of wax and cutin on a lacs1-1 lacs2-3 double mutant were much lower than on either parent, and lacs1-1 lacs2-3 had much higher cuticular permeability than either parent. These additive effects indicate that LACS1 and LACS2 have overlapping functions in both wax and cutin synthesis. We demonstrated that LACS1 has synthetase activity for VLCFAs C(20)-C(30), with highest activity for C(30) acids. LACS1 thus appears to function as a very long-chain acyl-CoA synthetase in wax metabolism. Since C(16) but not C(18) cutin monomers are reduced in lacs1, and C(16) acids are the next most preferred acid (behind C(30)) by LACS1 in our assays, LACS1 also appears to be important for the incorporation of C(16) monomers into cutin polyester. As such, LACS1 defines a functionally novel acyl-CoA synthetase that preferentially modifies both VLCFAs for wax synthesis and long-chain (C(16)) fatty acids for cutin synthesis.

更新日期：2019-11-01

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