植物H2S气体信号分子的生理功能介绍及测试方法总结

Characterization of Cysteine-Degrading and H2S-Releasing Enzymes of Higher Plants – From the Field to the Test Tube and Back

是直接测定植物组织所释放的H2S气体。传统的方法包括nmol数量级的气相色谱法，但这种方法只适用于非生物样本或导致生物样品的破坏;另一种直接测试的方法就是采用 H2S微电极或电流传感器可测定活体内浓度，该测试方法具有测试精度高（测试精准度与气相色谱相近），测试响应速度快，并且不会破坏样本实现了对植物的硫化氢浓度的原位测试。

硫化氢(H2S)是继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后的出现的第三种气体信号分子, 在动物体内它的产生机制和生理作用已经被证实。近年来研究发现该信号气体分子（H2S）对植物体生长发育过程和环境胁迫应答的调控研究越来越多。

      有相关研究报道黄瓜、玉米、大豆等叶片可以释放H₂S。 植物体H₂S的来源主要有: 通过cysteine desulphydrase(CDes)催化Cys降解生成H₂S、丙酮酸盐和NH₃; 也可以通过叶片吸收大气中的H₂S; 或者在亚硫酸盐还原酶的作用下, 将SO₃^2–直接还原成H₂S。

植物组织的内源H2S的测定有两种方法:

1、直接测试法：

 一是直接测定植物组织所释放的H2S气体。传统的方法包括nmol数量级的气相色谱法，但这种方法只适用于非生物样本或导致生物样品的破坏;另一种直接测试的方法就是采用 H2S微电极或电流传感器可测定活体内浓度（unisense微电极剖面系统），该测试方法具有测试准度高（测试准度与气相色谱相近），测试响应速度快，并且不会破坏样本实现了对植物的硫化氢浓度的原位测试。

而另一种直接法则是利用荧光染料对 H2S进行活体定位是一种有效的方法但目前尚无商业化产品问世。近年来, 世界上多个实 验室致力于H2S荧光染料的开发研究。已报道在生物活体内可与H2S特异结合的荧光染料有SFP-1和 SFP-2、SF1、SF2和HSip-1等。它们通过不同的工作原理, 高选择性地指示H2S的含量和位置, 这将为研究其产生、转运及其生理和病理作用带来新的活力。

2、间接测定法

即给予适当底物, 在一定条件下与生物样本中的CDes反应, 产生的H₂S气 体与醋酸锌反应, 最终通过比色法来计算H₂S的产率（类似于目前生物研究领域的使用比较多的技术-试剂盒法）。对于绿色植物而言, 应用这一方法会遇到一个问题: 所提取植物蛋白常常含有一定量的叶绿素, 测定所使用的甲基蓝法在比色时容易受叶绿素成分的干扰。

目前的研究对植物H₂S信号研究的不足主要有以下几个方面: (1)缺乏有效便捷的内源H2S气体的检测手段。目前主要通过光密度法（试剂盒染色）间接测定H2S的浓度, 还无法对胞内H2S的定位和浓度进行实时监测。虽然有不少研究人员致力于H2S荧光染料的研制, 但距离实际应用还有很长的路; 目前也有部分的研究报道是采用丹麦unisense公司的H₂S微电极或电流传感器可测定植物体内的内源性硫化氢浓度。