蛋白磷酸化修饰在保卫细胞响应非生物胁迫中的作用机制

蛋白质的磷酸化是一种重要的蛋白质翻译后修饰方式。蛋白质的磷酸化与去磷酸化在植物气孔运动过程中起着关键的调节作用。目前,保卫细胞磷酸化蛋白质组学的主要研究内容包括鉴定磷酸化蛋白、定位磷酸化位点、定量磷酸化水平,进而揭示磷酸化和去磷酸化在植物气孔运动过程中所起的生物学功能。Open Stomata 1 (OST1)/SnRK2.6是蔗糖非酵解型蛋白激酶SnRK2(sucrose non-fermenting receptor kinase)家族的成员,具有典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶保守域,并主要在保卫细胞中表达。当植物处于正常生长环境时,ABA的受体PYR/PYL/RCAR不能作用于蛋白磷酸酶2C (PP2Cs,protein phosphatase 2Cs),PP2Cs通过与OST1互作抑制OST1的活性;在逆境胁迫下,PP2Cs解除对OST1蛋白激酶的抑制,随后OST1蛋白激酶启动对下游信号组分的调控作用并引起气孔运动。通过综述磷酸化修饰的定性和定量分析方法,以及蛋白质磷酸化修饰在保卫细胞应对非生物胁迫中的作用机制,提出了保卫细胞磷酸化蛋白组学领域目前存在的挑战和研究前景,旨在为深入了解保卫细胞应答非生物胁迫的气孔运动机制提供参考和新方向。     

小麦SnRK2.2基因克隆、表达载体构建及转化

SnRK2基因家族成员参与蛋白质的磷酸化,在植物抵御非生物胁迫方面发挥重要的作用。本研究以水稻SAPK2基因序列为基础,通过RT-PCR技术克隆得到一个新的小麦SnRK2基因,命名为Ta SnRK2.2,并提交到Gen Bank(登录号:KJ850253)。Ta SnRK2.2基因全长4 118 bp,由9个外显子和8个内含子组成,包含一个1 026 bp的开放阅读框,编码341个氨基酸。SnRK2.2基因序列在禾本科植物中高度保守,Ta SnRK2.2与水稻SAPK2以及玉米SnRK2.2亲缘关系较近。Ta SnRK2.2基因编码的蛋白质分子量为38.64 k D,理论等电点为5.45,含有SnRK2基因家族典型的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶保守结构域和多处磷酸化位点。构建了Ta SnRK2.2基因过表达载体,转化拟南芥,获得转基因植株,通过RT-PCR方法检测到Ta SnRK2.2基因在拟南芥中稳定表达。     

植物磷酸化蛋白质组学的研究进展

蛋白质的磷酸化是一种最重要的蛋白质翻译后修饰方式之一.蛋白质的磷酸化和去磷酸化在生命过程中起着关键的调节作用.当前,磷酸化蛋白质组学的主要研究内容包括鉴定磷酸化蛋白、定位磷酸化位点、定量磷酸化水平,进而揭示磷酸化和去磷酸化在生命过程中所起的生物学功能.在介绍植物磷酸化蛋白组学的研究方法及目前进展的基础上,展望了植物磷酸化蛋白组学的研究前景.     

植物SnRK1蛋白激酶研究进展

植物SnRK1蛋白激酶家族(Sucrose non-fermenting 1-related protein kinase 1)属于Ser Thr类蛋白激酶,广泛存在于生物体中,在维持生物体内能量稳态方面发挥着重要作用。本文主要对植物SnRK1蛋白激酶复合体的结构、活性调节、SnRK1参与植物生长发育和品质的调控以及参与植物抗逆4个方面进行综述,并对SnRK1蛋白激酶在育种应用方面进行了讨论。     

植物SnRK1蛋白激酶研究进展

植物SnRK1蛋白激酶与酵母SNF1以及哺乳动物AMPK在结构和功能上同源性较高,以α催化亚基、β和γ调节亚基组成异源三聚体复合物的形式存在。SnRK1蛋白激酶广泛存在于高等植物中,响应环境胁迫、营养匮乏、光暗周期等引起的能量缺失信号。SnRK1是调控植物代谢和能量平衡的重要枢纽,调节光合作用途径相关基因的表达以及蔗糖合成、淀粉合成和降解相关酶编码基因的表达,参与糖代谢途径。此外,SnRK1在植物的生长、发育和胁迫响应中也是重要的调控枢纽。但SnRK1在代谢网络途径的调控非常复杂,很多调节机制还不清楚,亟需进一步的研究。本研究通过对SnRK1蛋白激酶的结构,酶活性的调节机制,及在植物碳氮代谢、生长发育及响应胁迫应答中的调控研究现状进行综述,旨在为进一步研究植物SnRK1的功能提供参考。     

植物激素的信号转导系统研究进展

植物激素是调节植物生长、发育和抗逆性的重要物质 .蛋白质激酶的磷酸化级联放大系统在激素的信号转导中起重要作用 .乙烯早期信号转导的 ETR1系统类似原核生物的信号转导的双组分系统 .本文综述了有关植物激素的信号转导系统的研究进展 ,并提出了今后研究的思路     

玉米蔗糖非酵解型蛋白激酶2底物蛋白的筛选与鉴定

【目的】筛选玉米蔗糖非酵解型蛋白激酶2(Sucrose non-fermenting protein kinase 2,SnRK2)的底物蛋白,鉴定其在玉米脱落酸(Abscisic acid,ABA)信号转导中的作用,为进一步解析玉米中ABA介导的非生物逆境抗性机制提供参考。【方法】根据前期研究结果,通过与拟南芥SnRK2已知底物蛋白的序列比对和保守基序分析,从磷酸化水平响应ABA诱导且上调的238个蛋白中预测ZmSnRK2作用的底物蛋白,用酵母双杂交试验验证ZmSnRK2家族成员与候选蛋白的相互作用,分析其在玉米ABA信号转导中的作用。【结果】从前期鉴定的玉米磷酸化水平响应ABA诱导且上调的238个蛋白中,预测出10个ZmSnRK2候选底物蛋白,实际扩增出其中8个蛋白的编码基因以及10个ZmSnRK2基因家族成员。酵母双杂交试验结果表明,GenBank序列号为XP_008666965.1、NP_001142137.1和XP_008656995.1的候选底物蛋白,因自体磷酸化不能用酵母双杂交检测,GenBank序列号为NP_001183680.1的候选底物蛋白可以与ZmSnRK2.1、2.2、2.4、2.5、2.7、2.8、2.10、2.11蛋白相互作用,GenBank序列号为NP_001145831.1和NP_001167942.1的候选底物蛋白分别可以与ZmSnRK2.1和ZmSnRK2.10蛋白相互作用。【结论】NP_001183680.1和NP_001167942.1蛋白是ZmSnRK2家族部分成员的磷酸化底物,是玉米ABA信号转导途径的下游组分;NP_001183680.1蛋白与拟南芥丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶同源,NP_001167942.1蛋白为包含SAM结构域的蛋白,这2个蛋白均涉及许多生理生化过程,说明ZmSnRK2下游的ABA信号转导呈发散状。     

植物和小麦SnRK2基因家族的研究进展

干旱、高盐、极端温度等逆境因子是限制作物产量和品质提高的重要因素.挖掘和利用逆境应答基因资源是改良其抗逆性的前提和基础,对于研究植物抗逆机制具有重要意义.蔗糖非发酵相关蛋白激酶家族2（Sucrose non-fermenting-1-related protein kinase 2,SnRK2）是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr蛋白激酶,参与植物体内多种信号途径的转导,在植物的抗逆境生理过程中扮演了重要角色.为了促进小麦SnRK2基因家族的研究,该文对SnRK2基因的结构、抗逆功能、互作蛋白,以及小麦SnRK2基因家族的研究现状进行了阐述.     

马铃薯StSnRK2.4基因的克隆及其序列特征分析

利用RT-PCR技术从马铃薯普通栽培品种‘陇薯3号’试管苗根部扩增得到StSnRK2.4基因的cDNA序列,并对其编码蛋白进行特性和结构分析.结果表明:该基因序列全长1 083bp,编码360个氨基酸,与烟草SnRK2家族基因具有较高的同源性,达95.56%,已注册该基因到GenBank(No.JX280914);该蛋白分子量为41.49kU,理论等电点为5.52,是一个不跨膜的膜内蛋白,主要存在于细胞核中,含有依赖cAMP/cGMP蛋白激酶磷酸化、蛋白激酶C磷酸化、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化、酪氨酸蛋白激酶磷酸化和豆蔻酰化位点,丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性位点信号序列和蛋白激酶ATP结合区域信号序列,推测该基因功能与植物抗逆境胁迫有关.     

谷子SnRK2家族基因的生物信息分析

[目的]植物SnRK2是一类蔗糖非酵解型蛋白激酶,在信号转导和非生物胁迫及生长发育中具有非常重要的作用。[方法]本文利用生物信息学的方法从谷子基因组中分析鉴定出10个SnRK2基因,并对这些基因的染色体分布、理化性质、内含子-外显子结构、系统进化和顺式调控元件进行了分析。[结果]谷子的SnRK2基因分布在基因组中不同的染色体上,外显子数目大多为9个。这些基因被分为3个亚组,且与拟南芥和水稻的分类一致。而且,这些基因的上游启动子序列含有多个不同的激素和非生物逆境应答顺式元件,这说明它们在逆境应答和激素信号转导中具有一定的功能。[结论]本文为进一步研究谷子SnRK2基因在非生物胁迫和激素应答中的作用奠定了基础。