橡胶树HbPIP2;3的亚细胞定位与多聚化分析

水通道蛋白是一类高效转运水分子的膜内在蛋白,其在生物膜上以四聚体的形式起作用。天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异合成,并在割胶过程以胶乳的形式被排出。胶乳系乳管细胞的胞质成分,其含水量高达70%,水分通过调节胶乳的粘稠度和乳管膨压进而影响橡胶树的产排胶能力,是决定胶乳产量的关键因素。前期研究显示,橡胶树乳管的水分平衡主要由质膜内在蛋白（plasma membrane intrinsic protein, PIP）特别是HbPIP2;3介导。为揭示HbPIP2;3调控乳管水分平衡的分子机制,本研究采用RT-PCR技术对其861 bp的编码区进行分离。序列分析显示：HbPIP2;3预测编码286个氨基酸,理论分子量为30.58 kDa,等电点为8.50,不稳定系数为31.68,总平均疏水指数为0.449,为稳定的疏水型碱性蛋白;该蛋白含有保守的MIP结构域,其中包括6个典型的跨膜螺旋和2个半螺旋;基于同源建模的3D结构预测显示其可以形成同源四聚体。生物信息学预测和在烟草叶片中的亚细胞定位分析显示,HbPIP2;3定位在细胞膜,这同时也得到了双分子荧光互补（bimolecular fluore...     

橡胶树HbPIP1;1基因的克隆及蛋白的亚细胞定位与多聚化分析

水通道蛋白（aquaporin）是一类广泛存在生物体中高效转运水分子的膜内在蛋白，其在生物膜上以同源或异源四聚体的形式起作用。根据序列相似性及亚细胞定位，植物水通道蛋白可分为PIP （plasma membrane intrinsic protein）、TIP（tonoplast intrinsic protein）、NIP（NOD26-like intrinsic protein）、SIP（small basic intrinsic protein）和XIP（X intrinsic protein）等5大类，其中，PIP定位在细胞膜，是介导细胞间水分跨膜运输的主要通道。橡胶树最早起源于南美亚马逊河流域，是目前天然橡胶的主要商业来源。与其他植物相比，橡胶树除蒸腾耗水外，周期性的割胶活动也会造成水分的大量流失，因此，水分平衡对于橡胶树尤为重要。为揭示橡胶树水分平衡的分子机制，采用RT-PCR技术对1个PIP类水通道蛋白基因HbPIP1;1进行克隆，并在此基础上对其编码蛋白的亚细胞定位和多聚化特征进行分析。结果显示：该基因的编码区长864 bp，预测编码287 aa，其理论分子量为30.80 kDa、等电点8.59、不稳定系数49.27、脂肪族指数22.34、总平均疏水指数为0.639，属于不稳定的疏水型碱性蛋白；蛋白含有水通道蛋白家族特有的MIP（major intrinsic protein）结构域及6个典型的跨膜螺旋，每个螺旋的残基数介于20~23之间。研究构建了基因的亚细胞定位分析载体，并采用农杆菌介导法对烟草叶片进行了瞬时转化。荧光共聚焦显微镜观察显示，HbPIP1;1蛋白定位在细胞膜，与用生物信息学手段预测的结果一致。在烟草叶片中的双分子荧光互补实验显示，HbPIP1;1蛋白自身不能互作，这进一步得到了点对点的酵母双杂交实验的证实。以上结果表明HbPIP1;1蛋白可能通过异源互作的方式参与橡胶树水分的平衡。