谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)是保护细胞免受由活性氧引起的氧化损伤的关键酶之一,先前对于植物GPX分子特性的研究主要集中在被子植物,而对裸子植物中GPX的研究相对较少。本研究以裸子植物油松(Pinus tabulaeformis)为研究材料,克隆得到了四个GPX基因(PtaGPX1, PtaGPX2, PtaGPX3和PtaGPX4), RT-PCR分析显示这四个GPX基因在检测的油松的根、根的韧皮部、茎、茎的韧皮部、叶和芽等部位均表达。将油松GPX蛋白在大肠杆菌中原核表达并纯化后进行酶学性质分析,发现油松GPX蛋白以硫氧还蛋白(Trx)而非GSH作为电子供体,这四个GPX蛋白显示出不同的酶学活性和动力学特征,表明它们之间存在功能分化。利用定点突变的方法,对所有植物GPX中都保守的三个半胱氨酸残基的功能进行了研究,发现PtaGPX3的C44和C92对催化活性至关重要,在氧化条件下这两个半胱氨酸残基可以形成分子内二硫键。将PtaGPX3第80位的谷氨酸突变为丙氨酸后,突变体蛋白对H202的亲和力降低,说明这个保守的谷氨酸残基可能影响酶与过氧化物底物的结合。