植物Remorin蛋白的研究进展(2)

来源:南粤论文中心 作者:程彦伟1,韩建明1‘, 发表于:2010-05-13 08:25  点击:
【关健词】remorin;定位;结构;功能
发现和研究,研究者注意到它们的C端是很保守 的coiled.coil模体,氨基酸残基数在7080之 间.N端的氨基酸残基变化很大,是remorin蛋白 主要差别所在.为了更好地研究remorin蛋白家 族,sylvain R等人根据rel_Ilorin

发现和研究,研究者注意到它们的C端是很保守 的coiled.coil模体,氨基酸残基数在70—80之 间.N端的氨基酸残基变化很大,是remorin蛋白
主要差别所在.为了更好地研究remorin蛋白家 族,sylvain R等人根据rel_Ilorin蛋白N端的氨基 酸差异将其分成6大组:第1组称为经典的re— morin蛋白,它们和第一个被预测结构的马铃薯叶 片remorin蛋白一样有一个富含脯氨酸的N端, 根据脯氨酸含量进一步分为组1a(Pro,8.9%)和 组1b(Pro,14.4%)两大亚类,其中组1b仅在双 子叶植物中发现,说明N端脯氨酸的富集对单、 双子叶植物分化具有重要意义.第2组的remorin 蛋白主要发现在豆类和杨树中,是在研究豆类和 根瘤菌共生体系中类菌体周膜的蛋白质组、转录 组中发现的.第3组为短小的remorin,它们仅含C 端的结构,只保留了remorin蛋白的一些基本功 能.第4组remorin蛋白的N端除了富含脯氨酸, 还有一个丝氨酸的富集区.第5组remorin蛋白的 N端含很少的脯氨酸,且变化大,其功能很难预 测.第6组relnorin蛋白N端含有240,522个氨基酸,为长链remorin‘31.

3   Remorin蛋白功能的推测与证实

Remorin蛋白研究的时间还比较短,目前没 有直接的证据来证实它的确切功能.少量文章报 道在拟南芥中表达或反义表达remorin的同源基 因,都没有出现明显的表型变化.这可能是由于 re—norin蛋白家族种类多、数量大.一个蛋白质即 使改变或缺失,其生物学效应会被其同源蛋白所 补偿而不出现表型的变化,在植物中完全敲除re. morin基因,发现对植物是致命的,说明remorin蛋 白在植物中又具有重要功能.由于目前没有很好 的方法来研究瑚norin蛋白的功能,其功能研究的 报道很少.
3.1    Remorin蛋白与植物的抗逆胁迫
基因表达的一些数据暗示remorin蛋白在植 物应答各种生物和非生物刺激的过程中起重要作 用‘”.
各种非生物刺激包括:盐胁迫、渗透胁迫、水 胁迫、干旱胁迫.2000年Reymond等研究发现拟 南芥中的remorin蛋白Dbp受伤害和干旱胁迫的 诱导¨“,并且发现remorin蛋白与胚胎晚期富集 蛋白存在一定的类似特征,后者在干旱、盐等胁迫 中具有重要作用.2002年Kreps等研究拟南芥在 盐胁迫、渗透胁迫、寒冷处理情况下基因表达变 化,发现remorin基因表达量上升¨引;同年Bray 等在研究拟南芥缺水胁迫ABA调控的基因表达 中,也发现了remorin表达上升¨“;在干旱胁迫水 稻秧苗中Reddy等发现remorin基因上调表 达¨“.2007年Malakshah发现耐盐水稻在盐胁迫 蛋白质组研究中remorin蛋白大量表达¨“.植物 激素脱落酸(abscisic acid,ABA)作为植物防御盐 害、热害、寒害的物质,这与它能促使植物生成新 的胁迫蛋白有关,是一种抗逆激素.中科院植物生 理研究所林芳教授在利用cDNA芯片研究水稻对 施加外源ABA的响应基因研究中,发现remorin 基因同系物上调表达,暗示remorin蛋白参与了 ABA信号转导途径¨6。,同时发现油菜内酯素 (brassinosteroid,BR)也可诱导remorin显著表达, 生长素(Auxin,IAA)不能诱导其表达,表明remo卜 in基因表达受各种植物激素调控.最近我们实验 室以江苏广泛栽培品种徐稻3号为材料,进行盐 胁迫下质膜比较蛋白质组学研究,也发现rimorin
蛋白盐胁迫下上调表达Ⅲ1.
生物刺激的研究主要包括植物的病原菌,豆 类植物的根瘤菌.研究发现删_Ilorin蛋白与TMv (烟草花叶病毒)的MP(movement protein)有许多 共同的特征:它们都没有跨膜区,但却是膜蛋白, 相对分子质量在30 000左右,且可以结合单链 DNA、多聚阴离子旧1.TMV的MP参与植物的一 种很重要的抵抗病害发生、传染的机制MPMR. MPMR可以广谱地抵抗通过胞间连丝运动的病原 菌的感染.它的机理可能是植物体感染病原菌后, 表达与病原菌蛋白类似的运动蛋白,这种运动蛋 白可以阻止真正的病原蛋白与病毒基因组结合, 从而防止疾病的扩散。1“.Remorin蛋白与TMV的 MP的相似性,提示它可能是一种MP,参与 MPMR途径.同时,研究番茄感染真菌灰葡萄孢菌
(曰Df形如cineren)后的蛋白质组,发现remorin大
量表达¨⋯.这些实验结果表明remorin蛋白与植 物的抗性有关,受一些抗性基因的调控.
在豆类和根瘤菌的共生体中,类菌体周膜 (Pe曲acteroid Membrane,PBM)是豆类和根瘤菌 分开的界面.研究PBM可以了解豆类和根瘤菌之
间的信号传递及物质运输。Gerhard   s提取PBM, 并进行蛋白质组学分析,发现remorin存在PBM, 构成PBM复合物I旧⋯.
3.2   Remorin蛋白与植物的oGA信号转导.
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶可以专一性地磷酸 化砌norin蛋白,磷酸化位点是一个或多个苏氨酸 残基.体内和体外实验发现寡半乳糖醛酸(OGA)
可以大幅提高remorin蛋白的磷酸化水平.OGA 是植物细胞壁成分果胶的水解产物,具有多种生 物活性.它是植物抗性基因的调节物心M    31,参与 植物的发育及形态的建成Ⅲ1,最新发现它可以影 响一些依靠激素发生的生理过程旧“.尽管OGA 的多种生物活性已被发现,但是它导致基因表达 变化的机制还不清楚.OGA是一种胞外的信号, 且相对分子质量很大不可能穿过质膜.质膜上应 该有OGA的受体负责将其信号传入胞内,但该受 体仍未发现.Remorin蛋白在OGA存在的条件下 磷酸化水平上升以及remorin在植物应答外界刺 激过程中表达量上升的现象引起人们的关注,猜 测它可能参与0GA信号转导.通过GsT.remorin 和带有生物素标记OGA结合实验,发现remorin
可以和0GA结合,且这种结合是直接的.对此,人
们有二种解释:一种可能是OGA和remorin蛋白
先结合导致rel:norin蛋白构像变化,进而使remor— in蛋白可以和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶结合被磷 酸化.另一种可能是OGA既结合rernorin又结合 蛋白激酶,使remorin和蛋白激酶在空间上更接 近,从而提高remorin的磷酸化心】.当然这些猜测 还有待实验验证.

4   展望

remorin是一个存在于质膜脂筏微区的植物 专一性的保守蛋白家族.它分布广泛,结构上有一 个保守的coiled.coild模体,被预测有多种生物功 能.目前,对remorin的结构研究进展较快,而功能 研究相对缓慢.未来我们可以从以下方面着手研 究它的功能.(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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