植物抗逆相关蛋白激酶的结构与功能

植物在遭受外界逆境胁迫时,体内的信号传导系统能够感知、传递逆境胁迫信号,并引起各种生理生化反应以适应环境。植物蛋白激酶在信号感知、传导以及基因的表达调控中起重要的作用。蛋白激酶在信号传导过程的功能是磷酸化修饰目的蛋白,而磷酸化的实现需要蛋白质之间相互作用。本文从植物蛋白激酶的结构、分类、与激素信号传导之间的关系等方面进行了系统的阐述,对蛋白激酶介导的植物抗性与发育的最新研究进展进行了系统的总结,为解析蛋白激酶在植物生长发育中的抗逆机理提供依据。     

蛋白激酶：一个飞速发展的领域

近年来,蛋白激酶（Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｋｉｎａｓｅ）的研究取得了飞速的进展,这主要是因为分子生物学技术的不断完善以及我们对蛋白激酶的了解不断加深。发现的蛋白激酶的数量爆炸般增长,这不仅仅表现在对人、动物以及酵母的研究上,对于植物蛋白激酶的了解也在深入,蛋白激酶的作用几乎无处不在。它在研究处于生命科学领域的重要位置。     

蛋白激酶:一个飞速发展的领域

近年来,蛋白激酶（ＰｒｏｔｅｉｎＫｉｎａｓｅ）的研究取得了飞速的进展,这主要是因为分子生物学技术的不断完善以及我们对蛋白激酶的了解不断加深。发现的蛋白激酶的数量爆炸般增长,这不仅仅表现在对人、动物以及酵母的研究上,对于植物蛋白激酶的了解也在深入。蛋白激酶的作用几乎无处不在。它的研究处于生命科学领域的重要位置。     

蛋白激酶的研究 (综述)

近年来,蛋白激酶研究进展较快,本文综述蛋白激酶的种类、结构、细胞定位,讨论几种植物蛋白激酶及其与信号转导的关系。     

植物蛋白激酶研究进展

蛋白激酶是一类磷酸转移酶,其在细胞信号转导过程中起到较为重要作用.目前,在不同植物中分离了各种蛋白激酶基因.相关研究报道表明,这一类蛋白酶基因参与了植物的抗逆性、生长发育以及信号转导等一系列生命活动进程.着重从植物蛋白激酶分类、结构及其功能研究几个方面进行综述.     

植物蛋白激酶介导的非生物胁迫和激素信号转导途径的研究进展

干旱、盐渍、低温和高温等非生物胁迫严重影响植物的生长发育和作物的产量。在长期的进化过程中,植物逐渐形成了对外部刺激快速感知和主动适应的能力,其中植物体内逆境信号的传递在植物快速感知外部刺激和主动适应非生物胁迫过程中起着非常重要的作用。蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的蛋白质磷酸化和去磷酸化是植物体内存在的最普遍且最重要的信号转导调节方式。其中,蛋白激酶的主要作用是将ATP或GTP上的γ磷酸基团转移到特定的底物蛋白上,使蛋白磷酸化,被磷酸化的蛋白发挥相应的生理功能。近年来,利用生物技术和基因工程等手段从细胞、分子水平上研究有关蛋白激酶的抗逆机理,通过基因沉默、基因过表达等策略提高植物的抗逆性成为国内外抗逆分子生物学与分子育种学研究的热点。本文主要对植物蛋白激酶在介导非生物胁迫和激素信号通路中的作用进行综述,为进一步研究植物蛋白激酶功能提供有价值的信息。     

激酶组学在原核生物中的研究进展

激酶组学是近年研究较多的一类组学。激酶的磷酸化在调控细胞代谢和生理进程等方面起到重要作用,但原核生物激酶组学研究存在研究时间比真核生物晚、组氨酸激酶磷酸化无法检测等问题。通常通过对真核生物中激酶的研究,可以类比到原核生物中的激酶研究。对丝氨酸/苏氨酸激酶、酪氨酸激酶、组氨酸激酶在原核生物中的研究进展进行分析,并对激酶磷酸化的研究方法进行总结,阐明了激酶在原核生物中的重要调控作用。     

植物蛋白激酶C初探

植物蛋白激酶Ｃ初探陈星,肖尊安,张崇浩（北京师范大学生物系,北京１００８７５）关键词：绿豆黄化幼苗,猕猴桃子叶愈伤组织,蛋白激酶Ｃ蛋白激酶Ｃ（ｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅＣ,ＰＫＣ）是一种哺乳动物中普遍存在的蛋白激酶,在肌醇磷脂双信使信号系统中,它占有...     

水解植物蛋白调味剂

水解植物蛋白调味剂水解植物蛋白是指用酸、碱或酶对含植物蛋白的基质进行水解后获得的产品，它可以制成多用途食品调味剂。酸水解植物蛋白的基本生产过程如下：选好植物蛋白基质，含量应在５０％以上，最好７０—８０％。榨油后的豆粕或花生粕以及玉米、小麦或大米的麸子...     

植物蛋白激酶与作物非生物胁迫抗性的研究

干旱、盐碱、高温等非生物逆境胁迫严重影响作物生长发育、产量和品质。在遭受非生物逆境的威胁时,植物通过信号受体,可感知、转导胁迫信号,启动一系列抗逆相关基因的表达,最终缓解或抵御非生物逆境胁迫对植物造成的危害。其中,蛋白激酶和蛋白磷酸酯酶的磷酸化/去磷酸化作用在植物感受外界胁迫信号的分子传递过程中起到开关的作用。正常情况下,蛋白激酶磷酸化开启信号转导途径,启动相应的抗逆基因表达反应;当信号消失后,蛋白激酶去磷酸化将信号转导途径关闭,达到调控植物正常生长的目的。因此,蛋白激酶在调控感受胁迫信号、启动各种非生物逆境胁迫响应中起到了极其重要的作用。近年来,对植物蛋白激酶参与非生物胁迫响应的研究倍受关注。本文阐述了不同类型蛋白激酶在改良作物非生物胁迫抗性上的应用,为进一步研究提供资料。     

植物逆境胁迫相关蛋白激酶的研究进展

干旱、高盐、高温和低温等非生物胁迫及各种病虫害等生物胁迫严重影响植物的生长发育和作物产量.蛋白激酶主要通过激活不同的磷酸化途径介导外界环境信号的感知和传递,调控下游抗逆基因的转录表达,启动相应的生理生化等适应性反应来降低或消除危害.该文对近年来国内外有关与非生物胁迫和生物胁迫信号传导相关的受体蛋白激酶、促分裂原活化蛋白激酶、钙依赖而钙调素不依赖的蛋白激酶、蔗糖不发酵相关蛋白激酶和其它胁迫相关的植物蛋白激酶的研究进展进行综述,探索蛋白激酶介导的不同磷酸化途径应对逆境胁迫的信号传递网络,为进一步了解植物逆境分子应答机制提供依据.     

玉米根尖细胞液泡膜结合的蛋白激酶的存在及其性质

为了解液泡膜蛋白在植物细胞信号途径中的功能,用新型的非放射性同位素方法从玉米根细胞的高纯度液泡膜上鉴定出一种膜内在的蛋白激酶.这种蛋白激酶具有Ca2+依赖、CaM和磷脂酰丝氨酸不依赖等特性,与已在多种植物中报道的含有类似钙调素结构域的蛋白激酶CDPK相似.离体实验表明其活性的最适pH值为6.5,最适Ca2+浓度为10 μmol/L.从最适pH值和去污剂的影响可以推测出其活性位点朝向胞质一侧.Zn2+对其活性没有明显的抑制作用,说明该激酶缺少某些哺乳动物的蛋白激酶常含有的锌指结构.当液泡膜蛋白在Ca2+和ATP存在的条件下被预磷酸化后,液泡膜H+-ATPase的ATP水解和质子转运过程均被激活.激活的活性可以被碱性磷酸酶逆转.以上结果说明玉米根尖细胞的液泡膜中存在一种可能是CDPK的蛋白激酶.由它造成的Ca2+依赖的磷酸化作用激活了液泡膜H+-ATPase的活性.这些结果将有助于深入研究CDPK在植物细胞信号转导中的功能.     

植物丝裂原活化蛋白激酶级联信号转导通路研究进展

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是酵母、动物和植物等真核生物中普遍存在和高度保守的一类信号转导通路,由MAPKKK、MAPKK和MAPK等3部分组成,在应对生物非生物胁迫、激素、细胞分裂调控及植物生长发育等过程中发挥重要作用。该文对近年来国内外有关MAPK级联通路的组成、在植株体内的生物学功能以及MAPK通路的失活进行了概述,旨在为今后MAPK通路介导的信号转导机制的研究提供参考依据。     

The phosphorylation site of Ca2+-dependent protein kinase from alfalfa

A 50 kDa, calcium-dependent protein kinase (CDPK) was purified about 1000-fold from cultured cells of alfalfa (Medicago varia) on the basis of its histone H1 phosphorylation activity. The major polypeptide from bovine histone H1 phosphorylated by either animal protein kinase C (PK-C) or by the alfalfa CDPK gave an identical phosphopeptide pattern. The phosphoamino acid determination showed phosphorylation of serine residues in histone H1 by the plant enzyme. Histone-related oligopeptides known to be substrates for animal histone kinases also served as substrates for the alfalfa kinase. Both of the studied peptides (GKKRKRSRKA; AAASFKAKK) inhibited phosphorylation of H1 histones by bovine and alfalfa kinases. The results of competition studies with the nonapeptide (AAASFKAKK), which is a PK-C specific substrate, suggest common features in target recognition between the plant Ca²⁺-dependent kinase and animal protein kinase C. We also propose that synthetic peptides like AAASFKAKK can be used as a tool to study substrates of plant kinases in crude cell extracts.     

CaM BP－10对NAD激酶的抑制效应

ＮＡＤ激酶在光合作用等植物生理过程中起重要作用。ＮＡＤ激酶的激活依赖于钙离子和钙调素（ＣａｌｍＯｄｕｌｉｎ,ＣａＭ）．从植物中分离得到的一种新的ＣａＭ结合蛋白ＣａＭＢＰ－１０（ＢＰ－１０）明显抑制ＮＡＤ激酶的激活活性,抑制作用可被ＣａＭ所克服．动力学研究表明,抑制效应是ＢＰ－１０与ＣａＭ之间特异性相互作用的结果。实验证实ＢＰ－１０对ＮＡＤ激酶活性起着重要调节作用．     

The plant cyclin-dependent kinase inhibitor ICK1 has distinct functional domains for in vivo kinase inhibition,protein instability and nuclear localization

Interactor/inhibitor 1 of Cdc2 kinase (ICK1) from Arabidopsis thaliana is the first plant cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitor, and overexpression of ICK1 inhibits CDK activity, cell division and plant growth in transgenic plants. In this study, ICK1 and deletion mutants were expressed either alone or as green fluorescent protein (GFP) fusion proteins in transgenic Arabidopsis plants. Deletion of the C-terminal 15 or 29 amino acids greatly reduced or completely abolished the effects of ICK1 on the transgenic plants, and recombinant proteins lacking the C-terminal residues lost the ability to bind to CDK complex and the kinase inhibition activity, demonstrating the role of the conserved C-terminal domain in in vivo kinase inhibition. In contrast, the mutant ICK1DeltaN108 with the N-terminal 108 residues deleted had much stronger effects on plants than the full-length ICK1. Analyses demonstrated that this effect was not because of an enhanced ability of ICK1DeltaN108 protein to inhibit CDK activity, but a result of a much higher level of ICK1DeltaN108 protein in the plants, indicating that the N-terminal domain contains a sequence or element increasing protein instability in vivo. Furthermore, GFP-ICK1 protein was restricted to the nuclei in roots of transgenic plants, even with the C-terminal or the N-terminal domain deleted, suggesting that a sequence in the central domain of ICK1 is responsible for nuclear localization. These results provide mechanistic understanding about the function and regulation of this cell cycle regulator in plants.