PPR蛋白在植物生长发育中的作用

PPR蛋白在陆生植物中属于最大的蛋白家族之一,其成员种类和数量均十分庞大。PPR蛋白主要的功能是通过在多种细胞器中进行定位从而参与细胞核和细胞器中特异单链RNA的转录后修饰和编辑,在植物生长发育的多个阶段均发挥着重要的作用。多数PPR蛋白编码基因的突变体呈现异常的发育表型,如胚胎致死、发育迟缓及绿化延迟等。对近年来植物PPR蛋白的分类、定位、RNA修饰的机制及其对植物生长发育影响进行了综述,并展望了植物PPR发挥功能区域和参与的调控网络研究。     

植物细胞器RNA编辑因子的功能及其作用机制

在植物线粒体和叶绿体转录本上,数百个胞嘧啶(C)位点经脱氨基反应变为尿嘧啶(U),这是一种在转录本水平上对遗传信息进行修饰或调控的机制。在植物细胞器中,RNA编辑过程需要不同家族的RNA编辑因子相互作用组装成复杂的编辑复合体,特异地识别编辑位点进行编辑。最初的研究发现,植物RNA编辑受到高特异性五环肽重复(pentatricopeptide repeat,PPR)蛋白的调控,目前在植物中发现400多种PPR家族蛋白,编辑作用复杂。之后对RNA编辑因子互作蛋白/多细胞器RNA编辑因子(RNA editing factor interacting proteins/multiple organellar RNA editing factors,RIP/MORF)、细胞器RNA识别基序(organelle RNA recognition motif,ORRM)、细胞器锌指蛋白(organelle zinc-finger,OZ)等的研究表明,这些非PPR蛋白组分可以与PPR蛋白形成编辑复合体,共同参与编辑,且RNA编辑复合体具有多样性。RNA编辑因子的缺失会引起植物的生长发育受阻、果实成熟延迟等,对RNA编辑因子的研究显得尤为重要。对植物中RNA编辑因子的功能及其作用机制研究进展进行综述,旨在为后续RNA编辑的研究提供一定的参考。     

植物细胞器RNA编辑因子的功能及其作用机制 *

在植物线粒体和叶绿体转录本上,数百个胞嘧啶(C)位点经脱氨基反应变为尿嘧啶(U),这是一种在转录本水平上对遗传信息进行修饰或调控的机制.在植物细胞器中,RNA编辑过程需要不同家族的RNA编辑因子相互作用组装成复杂的编辑复合体,特异地识别编辑位点进行编辑.最初的研究发现,植物RNA编辑受到高特异性五环肽重复(pentatricopeptide repeat, PPR)蛋白的调控,目前在植物中发现400多种PPR家族蛋白,编辑作用复杂.之后对RNA编辑因子互作蛋白/多细胞器RNA编辑因子(RNA editing factor interacting proteins /multiple organellar RNA editing factors,RIP/MORF),细胞器RNA识别基序(organelle RNA recognition motif,ORRM),细胞器锌指蛋白(organelle zinc-finger,OZ)等的研究表明,这些非PPR蛋白组分可以与PPR蛋白形成编辑复合体,共同参与编辑,且RNA编辑复合体具有多样性.RNA编辑因子的缺失会引起植物的生长发育受阻,果实成熟延迟等,对RNA编辑因子的研究显得尤为重要.对植物中RNA编辑因子的功能及其作用机制研究进展进行综述,旨在为后续RNA编辑的研究提供一定的参考.     

PPR蛋白影响植物生长发育的研究进展

植物生长发育是一个极其复杂的生理生化过程,受内外因素共同作用。PPR蛋白是核基因编码的具有重复PPR基序的蛋白,分布广泛,在高等植物中数量巨大。PPR蛋白的靶标一般是线粒体和叶绿体中转录的RNA前体,多数可与MORF互作,参与线粒体和叶绿体基因的RNA编辑。PPR蛋白缺失的突变体植株多数呈现异常表型,影响植物的正常生长发育。本文就近年来发现的PPR蛋白结构、分布,与RNA编辑的关系,及其对植物生长发育的影响进行了综述。     

PPR蛋白参与RNA编辑机制的研究进展

RNA编辑是一种发生在转录后核苷酸特异位点的加工修饰现象,包括核苷酸的插入、删除和改变.高等植物中RNA编辑主要发生在线粒体与叶绿体中,具有重要的生物学功能,其机制仍在探索中.而PPR蛋白作为RNA编辑的反式作用因子,成为近几年来分子生物学的研究热点.该文就PPR蛋白、RNA编辑及PPR蛋白参与RNA编辑的机制等进行了综述.     

WD-重复蛋白

 WD基元又称Trp-ASP或WD40,由40个左右的氨基酸残基组成,具有保守的GH和WD序列.WD基元存在于很多具有调控功能的蛋白质中,介导蛋白质之间的相互作用,在信号转导、蛋白运输、染色体修饰、转录或RNA加工等过程中具有重要作用.WD重复蛋白(WD-repeat protein)是含有多个保守的WD基元的蛋白质.近年发现,WD-repeat基因突变与人的几种疾病相关.本文对真核生物WD-重复蛋白的研究进展进行了综述,阐明了WD 重复蛋白的β-propeller结构特征及其作用机制,并对WD-重复蛋白的未来研究方向进行展望.     

PPR蛋白在水稻生长发育中的功能研究进展

水稻是我国最主要的粮食作物之一.水稻的安全生产越来越依赖分子生物学功能基础研究.PPR(Pentatricopeptide repeat)蛋白是水稻中较大的蛋白家族之一,研究证明PPR蛋白由核基因编码并参与细胞器前体RNA加工,如RNA起始翻译、RNA稳定、RNA剪接、RNA编辑,调控水稻叶绿体和线粒体等的发育,进而影...     

蛋白质精氨酸甲基化参与基因转录后调控的研究进展

蛋白质精氨酸甲基化是真核生物中一种广泛存在并在进化上保守的蛋白质翻译后修饰,由蛋白质精氨酸甲基转移酶(PRMT)催化完成。动物中的研究表明,PRMT通过催化多种RNA结合蛋白的精氨酸甲基化而参与调控细胞多种重要的生命过程,如RNA代谢、细胞增殖以及信号转导等。概述真核生物中精氨酸甲基化对不同的RNA结合蛋白的功能调控,并重点阐述该翻译后修饰在转录后加工过程中的重要作用;介绍高等植物拟南芥中蛋白质精氨酸甲基转移酶参与转录后调控的最新研究进展,并对精氨酸甲基化修饰参与调控植物RNA结合蛋白的功能及今后可能的研究方向进行讨论。     

真核生物环形RNA编码蛋白的研究进展

环形RNA是一类广泛存在于真核细胞的内源性RNA,其由前体RNA反向剪接形成,呈闭环结构,没有5’端帽子结构及3’端polyA尾巴。一直以来,环形RNA被认为没有编码能力,不能编码蛋白质,只是作为microRNA"海绵"等方式,发挥调控功能。然而,近年来随着对环形RNA研究的不断深入,部分环形RNA被发现可通过非帽依赖翻译起始机制编码蛋白质。并且,环形RNA编码的蛋白质被证实在多个细胞过程中发挥着至关重要的作用。对目前环形RNA编码蛋白的研究现状进行综述,并对目前环形RNA编码蛋白的相关生物信息学工具进行了总结。     

番茄PPR基因家族的鉴定与生物信息学分析

PPR(Pentatricopeptide repeats)基因家族在植物中广泛存在, 其在植物生长发育过程中至关重要。文章采用生物信息学方法, 利用Pfam已鉴定的PPR保守结构域序列检索番茄(Solanum lycopersicum L.)基因组计划注释的蛋白序列, 最终确定了番茄中可能存在的471个PPR编码基因; 根据拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)中鉴定的各个结构域的特点对其进行了蛋白结构分析、分类和保守序列分析, 并对番茄PPR基因家族进行了系统进化树构建、染色体定位、亚细胞定位预测、表达和GO分析等。结果表明：番茄PPR基因家族分为P和PLS两个亚家族, 各占序列数目的一半, PLS亚家族又分为PLS、E、E+和DYW四类, 且在进化树中形成不同的分支; 各个结构域在植物中非常保守; PPR基因家族分布在番茄12条染色体上, 且多数无内含子结构; 大部分PPR蛋白具有线粒体或叶绿体定位序列, GO分析表明PPR蛋白参与RNA相关的生物学过程     

The potential for manipulating RNA with pentatricopeptide repeat proteins

The pentatricopeptide repeat (PPR) protein family, which is particularly prevalent in plants, includes many sequence‐specific RNA‐binding proteins involved in all aspects of organelle RNA metabolism, including RNA stability, processing, editing and translation. PPR proteins consist of a tandem array of 2‐30 PPR motifs, each of which aligns to one nucleotide in the RNA target. The amino acid side chains at two or three specific positions in each motif confer nucleotide specificity in a predictable and programmable manner. Thus, PPR proteins appear to provide an extremely promising opportunity to create custom RNA‐binding proteins with tailored specificity. We summarize recent progress in understanding RNA recognition by PPR proteins, with a particular focus on potential applications of PPR‐based tools for manipulating RNA, and on the challenges that remain to be overcome before these tools may be routinely used by the scientific community.     

Pentatricopeptide repeat proteins and their emerging roles in plants.

Several protein families with tandem repeat motifs play a very important role in plant development and defense. The pentatricopeptide repeat (PPR) protein family, one of the largest families, is the most perplexing one in plants. PPR proteins have been implicated in many crucial functions broadly involving organelle biogenesis and plant development. PPR motifs are degenerate motifs, each with 35-amino-acid sequences and are present in tandem arrays of 2-27 repeats per protein. Although PPR proteins are found in other eukaryotes, their large number is probably required in plants to meet the specific needs of organellar gene expression. The repeats of PPR proteins form a superhelical structure to bind a specific ligand, probably a single-stranded RNA molecule, and modulate its expression. Functional studies on different PPR proteins have revealed their role in organellar RNA processing, fertility restoration in CMS plants, embryogenesis, and plant development. Functional genomic techniques can help identify the diverse roles of the PPR family of proteins in nucleus-organelle interaction and in plant development.     

Mechanistic insight into pentatricopeptide repeat proteins as sequence-specific RNA-binding proteins for organellar RNAs in plants

The pentatricopeptide repeat (PPR) protein family is highly expanded in terrestrial plants. Arabidopsis contains 450 PPR genes, which represents 2% of the total protein-coding genes. PPR proteins are eukaryote-specific RNA-binding proteins implicated in multiple aspects of RNA metabolism of organellar genes. Most PPR proteins affect a single or small subset of gene(s), acting in a gene-specific manner. Studies over the last 10 years have revealed the significance of this protein family in coordinated gene expression in different compartments: the nucleus, chloroplast and mitochondrion. Here, we summarize recent studies addressing the mechanistic aspect of PPR proteins.