14-3-3蛋白参与植物应答非生物胁迫的研究进展

14-3-3蛋白是一种在真核生物细胞中普遍存在且高度保守的蛋白。该蛋白在大多数物种中由一个基因家族编码,并以同源或异源二聚体的形式存在。不同的14-3-3蛋白同工型具有不同的细胞特异性,可通过识别特异的磷酸化或非磷酸化序列与靶蛋白相互作用。14-3-3蛋白在植物生长和发育的各个方面都起重要作用。本文主要围绕植物14-3-3蛋白的种类、结构、磷酸化或非磷酸化识别序列及其响应干旱、冷冻、盐碱、营养和机械胁迫等的分子机制研究进展进行综述。     

14-3-3蛋白研究进展

14-3-3蛋白是高度保守的、所有真核生物细胞中都普遍存在的、在大多数生物物种中由一个基因家族编码的一类蛋白调控家族。它几乎参与生命体所有的生理反应过程,人们在各种组织细胞中发现了各种不同的14-3-3蛋白。作为与磷酸丝氨酸／苏氨酸结合的第一信号分子,14-3-3蛋白在细胞的信号转导中起着至关重要的作用,尤其是它直接参与调节蛋白激酶和蛋白磷酸化酶的活性,被称为蛋白质与蛋白质相互作用的”桥梁蛋白”;它可以与转录因子结合形成复合体,调节相关基因的表达。一些研究表明,14-3-3蛋白调控机制的紊乱可以直接导致疾病的发生,在临床上14-3-3蛋白常常可以作为诊断的标志物。     

14-3-3 蛋白

介绍了14－3－3蛋白的基本结构和功能,并简要概述了14－3－3蛋白在信号转导,细胞周期调控以及前体蛋白的折叠与运输过程中的作用机理。     

植物中14-3-3蛋白的主要功能

14-3-3蛋白家族广泛存在于真核生物中,序列高度保守。主要以同源或异源二聚体形式存在,可以同时与两个靶蛋白或者与一个靶蛋白的两个结构域相互作用,通过与靶蛋白上的一小段共有序列的磷酸化丝氨酸/苏氨酸残基结合来发挥其调控功能。本文综述了植物中的14-3-3蛋白及其主要功能,并重点综述了14-3-3蛋白对植物基本碳、氮代谢的调控。     

14-3-3蛋白家族及其临床应用研究进展

14-3-3蛋白家族是一组高度保守的可溶性酸性蛋白质,分子量在28～33kD之间,广泛分布于各种真核生物之中。该蛋白能够特异地结合含有磷酸化丝氨酸或苏氨酸的肽段,参与多种信号转导途径。14-3-3蛋白调节着许多重要细胞生命活动,如：新陈代谢、细胞周期、细胞生长发育、细胞的存活和凋亡以及基因转录,该蛋白家族异常与疾病的发生密切相关,尤其是14-3-3蛋白在脑脊液中的分布与一些神经系统疾病密切相关。14-3-3蛋白已成为一些疾病的临床诊断指标,其作为疾病治疗的靶点也在研究之中。主要阐述了14-3-3蛋白的结构、功能、及其在疾病治疗中的应用。     

14-3-3蛋白对植物发育的调控作用

14-3-3蛋白是高度保守并在真核生物中普遍存在的一类调节蛋白。不同的14-3-3蛋白同工型具有不同的细胞特异性, 并通过识别特异的磷酸化序列与靶蛋白相互作用, 被称为蛋白质与蛋白质相互作用的桥梁蛋白。在植物生长发育过程中, 14-3-3蛋白通过与其它蛋白的相互作用参与多种植物激素信号转导、各种代谢调控、物质运输和光信号应答等调控过程。该文主要对近年来有关14-3-3蛋白在植物生长发育中的调控作用, 特别是14-3-3蛋白参与调控植物激素信号转导等方面的研究进展进行综述。     

14-3-3蛋白家族及其临床应用研究进展

14-3-3蛋白家族是一组高度保守的可溶性酸性蛋白质,分子量在28～33kD之间,广泛分布于各种真核生物之中。该蛋白能够特异地结合含有磷酸化丝氨酸或苏氨酸的肽段,参与多种信号转导途径。14-3-3蛋白调节着许多重要细胞生命活动,如:新陈代谢、细胞周期、细胞生长发育、细胞的存活和凋亡以及基因转录,该蛋白家族异常与疾病的发生密切相关,尤其是14-3-3蛋白在脑脊液中的分布与一些神经系统疾病密切相关。14-3-3蛋白已成为一些疾病的临床诊断指标,其作为疾病治疗的靶点也在研究之中。主要阐述了14-3-3蛋白的结构、功能、及其在疾病治疗中的应用。     

14-3-3蛋白和神经退行性疾病

14-3-3蛋白以二聚体形式存在,识别磷酸丝氨酸／苏氨酸连接的信号分子,通过与其配体蛋白质相互作用,参与细胞信号转导、细胞周期调控和细胞问运输。14-3-3蛋自在脑组织中含量丰富,所有神经元、星形胶质细胞、少突肢质细胞、小胶质细胞的胞液与胞核中都有表述。14-3-3蛋白与神经退行性疾病阿尔茨海默病和帕金森病的发生过程关系密切。     

14-3-3蛋白与植物细胞信号转导

14-3-3蛋白通过直接蛋白质-蛋白质相互作用对植物代谢关键酶、质膜H^＋ -ATP酶等发挥广泛调节作用。越来越多证据显示14-3-3蛋白通过与转录因子和其他信号分子结合参与调控植物细胞信号转导。对植物细胞中14-3-3蛋白调控信号转导途径,尤其是植物细胞对胁迫响应的调控机制进行了综述。     

朊蛋白与信号蛋白14-3-3β的相互作用研究

为进一步确定PrP蛋白与14-3-3蛋白是否发生分子间的相互作用并确定PrP蛋白与14-3-3蛋白相互作用的区域,利用免疫共沉淀、pull down和能量共振转移(FRET)实验检测PrP蛋白与人14-3-3蛋白是否发生分子间的相互作用及相互作用的部位。结果证明,PrP蛋白与人14-3-3蛋白在体外、组织水平及细胞水平均可以发生相互作用,且证实作用的部位在PrP蛋白的106-126位氨基酸。该结果为进一步研究14-3-3蛋白在Prion疾病中的影响及Prion疾病的发病机制奠定了一定基础。     

水稻14-3-3蛋白家族的生物信息学分析

通过隐马尔柯夫模型(Hidden Markov Model,HMM),对粳稻(Oryza sativa L.ssp．japonica)基因组的蛋白质数据库进行搜索,结果获得8个14—3—3蛋白的同源序列,其中发现4个新基因。通过对所有粳稻的14—3—3蛋白的DNA序列与各种表达序列标签(Expression Sequence Tags,ESTs)进一步比对,为14-3-3蛋白找到了ESTs的证据。结果说明这些基因在水稻不同的处理和不同的部位都有所表达,而且不同成员之间的表达模式存在较大的差异。蛋白质多序列联配分析结果表明,存在可能的功能多态位点。通过基因结构和染色体定位的分析,确认了水稻基因组中存在E样和非E样两类14-3-3蛋白。此外,对目前植物中的14—3—3家族作了初步的进化分析。     

棉花143-3L基因的分子鉴定及其在纤维发育中优势表达分析

14-3-3蛋白以二聚体形式存在于所有真核生物中,是一种高度保守的调节蛋白,在细胞生长、增殖、凋亡、信号转导等生命活动中发挥着重要调控作用。我们在棉纤维cDNA文库中分离克隆到1个基因(cDNA),编码14-3-3蛋白类似物,命名为Gh14-3-3L(Gossypiumhirsutum14-3-3-like)。该cDNA长度为1,029bp,包含762bp开放阅读框,其编码蛋白由253个氨基酸组成。Gh14-3-3L与其他真核生物的14-3-3蛋白具有较高的同源性,并具有14-3-3蛋白的基本结构:二聚体结构域、磷酸化丝氨酸富集识别序列、4个CC结构和1个EFHand结构。Northern杂交分析显示Gh14-3-3L在棉纤维发育早期优势表达,且在10DPA棉纤维细胞中表达量最高,这表明Gh14-3-3L基因可能涉及棉纤维细胞伸长过程的调节。研究还表明,该基因在胚珠和花瓣组织中也有较强的表达,但在其他组织中表达较弱或不表达。     

人14-3-3蛋白家族的生物信息学分析

目的:分析人14-3-3蛋白家族的同源性及分子进化关系。方法:利用已公布的人基因组数据库,采用BLASTN程序检索人14-3-3蛋白家族各成员的编码基因和假基因,并利用DNAMAN软件进行序列联配,绘制其分子进化树。结果:该家族半数成员具有多个假基因序列,为返转座类型假基因。进化分析表明该家族有共同的祖先,可归为3个亚类。结论:人14-3-3蛋白家族每个成员长期进化所形成的多样性提示其功能具有独特性。     

14-3-3 Binding to Cyclin Y contributes to cyclin Y/CDK14 association

Cyclin Y is a highly conserved cyclin among eumetazoans, yet its function and regulation are poorly understood. To search for Cyclin Y-interacting proteins, we screened a yeast two-hybrid library using human Cyclin Y （CCNY） as a bait and identified the following interactors： CDK14 and four members of the 14-3-3 family （ε,β,η,τ）. The interaction between CCNY and 14-3-3 proteins was confirmed both in vitro and in vivo. The results showed that Ser-100 and Ser-326 residues in CCNY were crucial for 14-3-3 binding. Interestingly, binding of CCNY to 14-3-3 significantly enhanced the association between CCNY and CDK14. Our findings may add a new layer of regulation of CCNY binding to its kinase partner.     

Structure and Sites of Phosphorylation of 14-3-3 Protein: Role in Coordinating Signal Transduction Pathways

The 14-3-3 family are homo- and heterodimeric proteins whose biological role has been unclear for some time, although they are now gaining acceptance as a novel type of adaptor protein that modulates interactions between components of signal transduction pathways, rather than by direct activation or inhibition. It is becoming apparent that phosphorylation of the binding partner and possibly also the 14-3-3 proteins may regulate these interactions. 14-3-3 isoforms interact with a novel phosphoserine (Sp) motif on many proteins, RSX_1,2SpXP. The two isoforms that interact with Raf-1 are phosphorylated in vivo on Ser185 in a consensus sequence motif for proline-directed kinases. The crystal structure of 14-3-3 indicates that this phosphorylation could regulate interaction of 14-3-3 with its target proteins. We have now identified a number of additional phosphorylation sites on distinct mammalian and yeast isoforms.     

14-3-3 proteins activate a plant calcium-dependent protein kinase (CDPK)

Plants and protozoa contain a unique family of calcium-dependent protein kinases (CDPKs) which are defined by the presence of a carboxyl-terminal calmodulin-like regulatory domain. We present biochemical evidence indicating that at least one member of this kinase family can be stimulated by 14-3-3 proteins. Isoform CPK-1 from the model plant Arabidopsis thaliana was expressed as a fusion protein in E. coli and purified. The calcium-dependent activity of this recombinant CPK-1 was shown to be stimulated almost twofold by three different 14-3-3 isoforms with 50% activation around 200 nM. 14-3-3 proteins bound to the purified CPK-1, as shown by binding assays in which either the 14-3-3 or CPK-1 were immobilized on a matrix. Both the 14-3-3 binding and activation of CPK-1 were specifically disrupted by a known 14-3-3 binding peptide LSQRQRSTpSTPNVHMV (IC₅₀=30 μM). These results raise the question of whether 14-3-3 can modulate the activity of CDPK signal transduction pathways in plants.     

柞蚕14-3-3基因的鉴定及表达分析

14-3-3蛋白是一种可以改变其结合蛋白构象的酸性蛋白质.柞蚕14-3-3 cDNA序列全长1 220 bp,包括一个126 bp的5'非编码区和一个350 bp的3'非编码区.该基因的开放读码框长度为744 bp,编码247个氨基酸.序列比对结果表明,柞蚕14-3-3蛋白与家蚕的14-3-3蛋白具有高度同源性.此外对柞蚕14-3-3基因进行了原核表达和重组蛋白纯化.SDS-PAGE和免疫印迹结果表明,分子量大小约32 kD的重组蛋白在大肠杆菌中得到了成功表达.