植物具IQ基序的钙调素结合蛋白的研究进展

钙调素作为细胞内主要的Ca²⁺传感蛋白, 通过与不同的钙调素结合蛋白的结合传递钙信号, 调控细胞生理和生长发育过程。IQ基序(IQxxxRGxxxR, Pfam 00612)是少数几个钙调素与钙调素结合蛋白结合的结构域之一。植物具IQ基序的钙调素结合蛋白包括IQM、IQD、CAMTA、CNGC和myosin 5个家族及少数其它蛋白。该文综述了植物具IQ基序的钙调素结合蛋白的类型、结构特点和功能等方面的研究进展, 并对今后的研究进行了展望。     

植物类钙调素生理功能的研究进展

钙调素(也称钙调蛋白)是一种广泛存在于真核生物中的钙感受器,参与各种生理活动的信号转导.植物除了含有钙调素以外,还含有一类与钙调素同源性很高,但在结构上又不同于钙调素的蛋白,称为类钙调素(也称类钙调蛋白).近年来,人们在植物特有的类钙调素的功能研究方面取得了一些重要的进展.研究表明,类钙调素与钙调素一样,也具有广泛的生物学功能,参与植物生长发育和对各种胁迫的响应.本文就植物类钙调素与钙调素之间的区别、类钙调素与钙离子及靶蛋白的结合,以及类钙调素的各种生理功能进行总结.     

钙调素结合蛋白参与调控植物逆境胁迫的研究进展

Ca²⁺是植物体内重要的第二信使,当植物受到各种环境刺激时,细胞内的Ca²⁺浓度瞬间产生变化,并被Ca²⁺信号效应器识别,通过与下游的靶蛋白结合并调节其活性,参与调控植物各种生理活动。钙调素结合蛋白以依赖Ca²⁺或不依赖Ca²⁺的方式结合钙调素。对目前已经鉴定的植物钙调素结合蛋白结构特点进行了综述,并着重介绍了钙调素结合蛋白是如何参与调节植物对生物胁迫和非生物胁迫的反应,为提高作物抗病抗逆能力研究提供理论基础。     

钙调素及钙调素相关蛋白在植物细胞中的研究进展

植物对一系列生物和非生物刺激所产生的反应都与细胞内Ca2+信号转导有关,而钙调素、钙调素相关蛋白则是Ca2+信号转导的下游靶蛋白。该文介绍了钙调素的结构及其在植物细胞中的分布,钙调素及钙调素相关蛋白在植物细胞中的表达等方面的最近研究进展。     

钙调素亲和层析柱的制备及其应用

钙调素琼脂糖亲和层析柱是研究和纯化钙调素结合蛋白的理想工具。本文介绍了牛脑钙调素的提取以及利用牛脑钙调素制备钙调素琼脂糖亲和层析柱的方法。用钙调素琼脂糖亲和层析,可以使牛脑钙调素依赖的PDE的纯度提高18倍;发现在小麦细胞壁中存在9种钙调素结合蛋白或亚基。     

拟南芥钙调素结合蛋白AtIQD26的分离鉴定

钙调素结合蛋白的研究有助于探明钙调素介导的信号转导途径.以拟南芥钙调素亚型2(ACaM2)为钓饵,重组共转化法构建并筛选了酵母双杂交文库.复筛后得到一个阳性克隆.序列测定及分析表明,分离的阳性克隆中包含一个编码钙调素结合蛋白AtIQD26的cDNA片段.凝胶覆盖实验进一步表明,AtIQD26在1 mmol/L Ca2 或1 mmol/L EGTA条件下都能与钙调素结合,说明其存在不依赖于Ca2 的CaM结合特性.GUS染色分析表明,AtIQD26具有普遍的组织表达特性,尤其是在新生的组织中表达量较大;融合荧光蛋白定位显示,AtIQD26在细胞核与质膜附近有分布.AtIQD26与钙调素空间分布的相似性,预示着它们在植物生长发育过程中可能共同发挥作用.     

玉米非特异性脂转移蛋白的cDNA克隆和表达及表达产物的钙调素结合活性分析

用RT-PCR法克隆了成熟的玉米非特异性脂转移蛋白的cDNA,将它连接到表达质粒上并转化至大肠杆菌中表达。以钙调素凝胶覆盖法和钙调素亲和层析下拉实验对表达产物进行分析,证明它具有结合钙调素的活性,并且这种结合不依赖于Ca^2＋,与前期研究中钙调素结合蛋白-10和拟南芥非特异性脂转移蛋白1的结合特性相同。采用基因删除和缺失突变的方法研究玉米非特异性脂转移蛋白与钙调素结合的结构域,结果表明钙调素结合于47-60位氨基酸,预测的蛋白质二级结构为碱性双亲α-螺旋结构。     

植物的钙调素亚型

钙调素是一种高度保守的多功能Ca2 结合蛋白,在Ca2 信号转导途径中处于中心环节.近年来的研究表明,CaM亚型在植物中普遍存在,不同的CaM亚型与靶蛋白相互作用,它们的表达特性和生物学功能存在差异.该文介绍了植物 CaM亚型的研究现状和进展.     

拟南芥钙调素定点突变基因分离及其在钙不依赖钙调素结合蛋白检测中的应用

动植物系统研究表明,钙调素不仅在结合钙离子时调节多种靶酶或靶蛋白的活性,而且没有钙离子结合时,还可以通过结合钙不依赖的钙调素结合蛋白,发挥多种生物学作用．然而,目前却没有体内分析钙调素与钙不依赖钙调素结合蛋白相互作用的方法．首先,采用定点突变的方式,得到了拟南芥钙调素亚型2的多个突变基因mCaM2,随后,大肠杆菌重组表达突变蛋白的电泳迁移率及⁴⁵Ca²⁺覆盖分析表明,得到了编码失去钙结合能力的钙调素的突变基因mCaM2₁₂₃₄, mCaM2₁₂₃₄突变钙调素中所有4个钙结合EF-hand结构域中的关键氨基酸谷氨酸均突变为谷氨酰胺．在酵母双杂交体系中,作为诱饵蛋白的突变钙调素mCaM2₁₂₃₄与我们前期体外方法报道的钙不依赖性钙调素结合蛋白AtIQD26存在相互作用．这将为钙不依赖性钙调素结合蛋白提供有用的体内研究工具,有利于我们全面认识钙-钙调素-钙调素结合蛋白信号途径．     

植物钙调素结合蛋白研究进展

钙调素(CaM)作为最重要的一类Ca2 传感蛋白可以通过与其下游CaM结合蛋白(CaMBP)作用而调节细胞的生理功能.因此,对CaMBP的研究是揭示CaM作用机制的重要内容,是探明Ca2 -CaM信号转导系统的关键.该文从CaMBP和CaM的结合特性、植物CaMBP的分布以及植物CaMBP的生物学功能等方面综述了植物CaMBP的研究现状和最新进展.     

植物钙结合蛋白

本文介绍了植物钙调素蛋白（CaM）、类钙调神经素B亚基蛋白（CBL）、Ca2＋依赖蛋白激酶（CDPK）和其他钙结合蛋白的研究进展。     

钙调素对钙调素结合蛋白-10和玉米非特异性脂转移蛋白与脂质结合活性的影响

荧光标记的脂质结合实验表明,钙调素结合蛋白-10（CaMBP-10）具有典型的植物非特异性脂质转移蛋白与脂质结合的特性。进一步实验研究了钙调素（calmodulin,CaM）对CaMBP-10和玉米nsLTP与脂质结合的活性的影响,结果显示无论在有钙和无钙条件下,CaM对两者的影响均有不同之处,W-7和TFP能消除CaM的影响。提示CaM不仅与CaMBP-10和玉米nsLTP特异性相互作用,而且对2种脂转移蛋白可能具有不同的调节机制。     

植物免疫应答过程中 Ca2 ＋及 CaM/CML 的功能

钙离子是一个多功能的第二信使,在植物响应各种生理刺激时,Ca2＋参与调节植物的多种生长发育和胁迫适应过程。在这些过程中,Ca2＋信号带有特异性标签,通过Ca2＋结合蛋白及其下游靶蛋白感知不同刺激并翻译成响应的细胞反应。钙调素（CaM）和钙调素类蛋白（CML）是Ca2＋主要感受器,通过调节不同靶蛋白的活性调控多种细胞功能。最近在植物对抗病原菌的防卫反应中有关Ca2＋／CaM信号转导系统的研究取得了一定进展。重点关注植物免疫应答过程中受CaM／CML调控的信号组分的研究,包括参与Ca2＋信号产生和Ca2＋依赖的表达基因组分调控。     

钙不依赖性钙调素结合蛋白的研究进展

钙调素是普遍存在于真核生物细胞中、发挥多种生物学调控作用的信号组分.钙调素不仅在有Ca2 情况下通过与钙依赖性钙调素结合蛋白作用而传递信号,也能在相对无Ca2 条件下直接结合钙不依赖性钙调素结合蛋白而传递信号.综述了无钙离子结合钙调素及钙不依赖性钙调素结合蛋白的结构特性、钙不依赖性钙调素结合蛋白的种类及其可能的生物学作用,这将有助于我们深入认识钙调素介导信号途径的特异性、复杂性和多样性.     

白菜转脂蛋白CaMBP10分子中钙调素结合结构域的鉴定

植物转脂蛋白(LTPs)是多基因编码的蛋白家族, 广泛分布于高等植物,其确切的生理功能至今仍不清楚. 本室从白菜中分离的钙调素结合蛋白-10 (CaMBP10) 经序列分析 被鉴定为植物转脂蛋白家族成员,体外实验证明钙调素(CaM)调节其脂质结合活性.为了深入了解转脂蛋白与CaM的相互作用机制,本文通过删除、缺失和定点突变等分子生物学手段确定了白菜转脂蛋白CaMBP10分子中的钙调素结合结构域.该结构域位于分子C末端 64~83位氨基酸残基之间,其中疏水氨基酸的分布具有1-5-8-10 的CaM结合模序特征.     

转SCaM—GFP融合基因烟草中钙调素分泌特性的研究

钙调素是一种重要的Ｃａ2 结合蛋白 ,在细胞内发挥着重要的生物学功能。一系列实验证实 ,钙调素也普遍存在于动植物细胞外[1- 3 ] ,并且具有重要的生物学功能[4 - 6] 。我们实验室的研究表明 :胞内外钙调素在Ｃａ2 依赖性以及在靶酶激活特性等方面基本相同 ,但在Ｃａ2 亲合力等方面存在差异[2 ,7] 。近年来 ,在植物细胞中发现存在多种钙调素亚型 ,特别是在大豆中对钙调素亚型研究得比较清楚[8] 。通过对大豆中钙调素亚型亚细胞定位的研究 ,一方面可以阐明钙调素是否具有向胞外主动分泌的特性 ,另一方面可以确定向细胞外分泌的钙调素是…     

钙/钙调素信号途径在胁迫中的作用研究进展

钙调素普遍存在于真核生物细胞中,是多种生物学作用的信号组分.钙/钙调素信号途径由钙离子,钙调素以及下游的靶蛋白组成,通过与靶蛋白作用而传递信号并且发挥生物学功能.本文主要对于旱,盐,冷以及热胁迫下钙调素结合蛋白的作用进行综述,并对相关研究领域的未来研究方向进行了展望.     

细胞外钙调素——一种植物中的多肽信使?

钙调素历来被认为是细胞内钙信号的多功能受体蛋白,国内外10多年的研究已证实,它普遍存在于人、动物细胞外与植物质外体.我们的工作证明了钙调素不仅普遍存在于植物细胞外,而且在胞外位点具有促进悬浮培养细胞及其原生质体的增殖、调节花粉萌发与伸长和促进rbc小亚基基因的光不依赖性表达等多种重要生物学功能.在花粉体系中,还证明了胞外钙调素具有跨膜与胞外信号转导机制,其中包括异三聚体G蛋白、PLC/IP3/IP3R和胞内钙信号等组分的参与.因此,认为细胞外钙调素可能是植物中的一种多肽信使,这对传统上认为植物中不存在进行胞间通讯的多肽信使的观点,提出了新的质疑.     

花柱和花粉胞外钙调素对花粉萌发和花粉管伸长的影响

以烟草为材料,通过半体内实验,就花柱和花粉胞外钙调素对花粉萌发和花粉管伸长的影响进行了观察。发现用EGTA及钙调素抗血清处理柱头或花粉均可抑制花粉在柱头上的萌发;向花柱引导组织中显微注射纯化钙调素可促进花粉管束伸长,而注射钙调素抗血清可抑制花粉管束伸长;同时证实玉米花柱和花粉细胞壁中均存在钙调素及钙调素结合蛋白,而且花粉和花柱细胞壁中钙调素结合蛋白的种类有差异。结果表明存在于花粉和花柱细胞外的钙调素对花粉萌发和花粉管伸长均有促进作用。     

UV-B辐射对小麦叶片蛋白的影响

为研究增强的UV-B辐射对植物的影响,选取了生长于中国北方的经济作物冬小麦为研究对象,采用双向电泳的方法,分析了经UV-B辐射后小麦叶片蛋白的变化。结果显示,经UV-B辐射后,第4天、第8天的小麦叶片蛋白变化明显,双向电泳图谱显示发现15个蛋白差异点;通过质谱鉴定了3个蛋白差异点,分别为铜/锌过氧化物歧化酶、钙调素、Rubiso大亚基结合蛋白α亚基。结果表明增强的UV-B辐射可以通过调节小麦叶片基因编码蛋白而调节植物生长。