小G蛋白在植物抗病性中的作用

小G蛋白一类是低分子量GTP结合蛋白,其分子量大约20～30 kDa.小G蛋白作为重要的分子开关参与了细胞许多重要生理信号途径的调控.近几年在植物中的研究、尤其是对模式植物水稻杭病分子机制的研究发现,Rho家族的小G蛋白在植物抗病信号传导途径的调控中起了关健的作用.本文对植物特有的Rho家族小G蛋白在植物免疫反应中的最...     

小G蛋白在植物抗病性中的作用(英文)

小G蛋白一类是低分子量GTP结合蛋白,其分子量大约20～30 kDa。小G蛋白作为重要的分子开关参与了细胞许多重要生理信号途径的调控。近几年在植物中的研究、尤其是对模式植物水稻抗病分子机制的研究发现,Rho家族的小G蛋白在植物抗病信号传导途径的调控中起了关键的作用。本文对植物特有的Rho家族小G蛋白在植物免疫反应中的最新研究进展进行了综述。     

异三聚体G蛋白调控植物生长发育功能研究进展北大核心CSCD

异三聚体GTP结合蛋白(G蛋白)是介导真核生物生长发育及逆境响应的关键信号传导组分。动物和植物异三聚体G蛋白由α、β、γ三个亚基组成。近来研究表明,尽管G蛋白核心组分和基本的生化性质在动物和植物中保守,但植物G蛋白表现出新的调控模式。由于G蛋白参与调控植物种子产量、器官大小、生物和非生物胁迫、氮素利用效率等一系列重要的农艺性状,因此对于G蛋白的研究已经成为植物学领域的研究热点。该文对近年来国内外有关植物异三聚体G蛋白的基本组成及结构、动植物G蛋白的作用模式以及G蛋白在植物生长发育过程中的调控作用和植物在逆境胁迫(干旱、温度和盐)响应中的功能等方面的研究进展进行综述,为今后开展植物G蛋白的相关研究提供参考以及为利用G蛋白改良农作物提供理论基础。     

异三聚体G蛋白在植物非生物胁迫应答中的作用

异三聚体G蛋白(Heterotrimeric GTP-binding proteins)是真核生物中一类重要的信号传导分子,由Gα、Gβ和Gγ3个亚基组成。异三聚体G蛋白不仅参与了植物的生长发育调控,而且还在多种非生物胁迫应答中起着重要的调控作用。本文着重介绍异三聚体G蛋白在植物非生物胁迫应答中的作用及可能的调控机制,并结合当前研究现状对未来研究方向提出展望,以期为今后深入研究异三聚体G蛋白在植物非生物胁迫应答中的调控机制提供参考。     

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。     

植物褪黑素生物合成研究进展

褪黑素是生物进化过程中一种保守的小分子物质,在动物体内主要参与昼夜节律调节。国内外学者致力于植物褪黑素的合成途径、生理功能及作用机制研究,发现其参与了植物生长发育(根系发育、果实发育)及细胞氧化还原平衡的调节等。在植物褪黑素合成途径研究方面,已发现褪黑素存在于多种植物中并克隆出其合成相关基因。在不同植物中,褪黑素合成相关蛋白的亚细胞定位存在较大差异,合成部位也因植物种类不同存在差异。本文综述了植物褪黑素的合成途径、亚细胞定位合成调控的研究现状,重点论述了亚细胞定位、酶动力学对合成上游的调控,并对其研究前景进行了展望。     

植物小G蛋白的研究进展

小G蛋白(small GTPases)是近年来细胞信号转导的研究热点,包括Ras、Rho、Rab、Arf和Ran等5个亚家族.植物中存在一种特殊的小G蛋白ROP(Rho-related GTPase from plants)是Rho家族成员,在调控细胞生长发育及植物防御反应体系的建立等方面起重要作用.在植物细胞中ROP存在两种形式,一种是与GTP结合的激活态,另一种是与GDP结合的非激活态,通过这种激活态与非激活态之间的转变,ROPs作为植物生长发育过程中重要的"分子开关"参与调控多种信号转导过程.本文主要对国内外近年来有关小G蛋白的种类及其调节机制,以及植物小G蛋白ROP在花粉管生长、根毛发育、H2O2的产生、脱落酸(ABA)以及防御应答反应中的调节作用等方面的研究进展进行综述.     

植物Whirly蛋白调控叶片衰老的研究进展

植物衰老是植物细胞生长发育的最后一个阶段,其启动的早晚对植物生物量和品质的形成有很大影响。叶片衰老是植物衰老的主要形式,受到内外环境因素的诱导,并被多种转录因子介导的信号传导途径所调控。对叶片衰老调控机制的研究一直是植物衰老研究中的重点。Whirly蛋白作为一类广泛存于植物中的特异转录因子小家族,能与单链DNA分子结合,双定位于细胞器(线粒体或叶绿体)与细胞核中,在植物细胞核和细胞器中发挥多种功能,参与对植物叶片衰老的调控。本文概述了植物Whirly蛋白的结构和定位,重点阐述了Whirly蛋白的功能与细胞衰老关系及其对叶片衰老调节机理的研究进展等,并对未来的研究方向进行了展望。     

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。     

G蛋白与植物细胞信号转导

本文概述了植物细胞信号转导的一些情况,并以信号转导中的G蛋白模型为依据,着重介绍植物细胞中存在的G蛋白,指出植物细胞G蛋白对于植物细胞信号转导的重要性。     

ROPs:植物细胞内多种信号通路的分子开关

植物RHO相关蛋白GTPases(RHO-related GTPases of plants, ROPs)是广泛存在于植物中的一类信号转导G蛋白(又称GTP结合蛋白),其通过结合GDP或GTP在非活性和活性状态间进行切换,进而在细胞极性控制、形态发育、激素水平调控、逆境反应等诸多植物生命活动的信号转导过程中扮演重要的分子开关角色。本文对ROP蛋白的结构域及基于蛋白质结构分类进行了介绍,并对拟南芥、玉米、水稻和大麦中的ROP家族蛋白质进行了系统进化分析。分析结果表明,这些植物中的ROP蛋白根据蛋白质结构域组成可分为Ⅰ类(typeⅠ)和Ⅱ类(typeⅡ)两种类型,而根据蛋白质序列的保守性可将其在植物中的ROP蛋白划分为4个进化枝。本综述不但对ROP蛋白作为分子开关在细胞内调控各种信号通路的机制进行了叙述,还对ROP在花粉管、根毛及植物表皮铺盖细胞极性发育,以及其他抗逆反应中的具体作用和机制及研究进展进行了阐述。本文还对ROP蛋白在ABA、IAA、BR等植物激素信号传导过程中的调控作用及研究进展进行了阐述。本文对植物ROP蛋白研究过程中尚未解决的问题,例如不同的ROP蛋白在同一个信号通路中的作用为何如此不同,以及ROP是如何协调不同的信号通路以共同调控一个植物发育或者生理过程等问题进行了总结,并在此基础上对未来的研究方向进行了展望。     

植物水孔蛋白研究进展

水孔蛋白是植物重要的膜功能蛋白,不仅介导植物各组织间水分的高效转运,还参与植物体内其他物质的跨膜转运,同时在植物光合作用、生长发育、免疫应答以及信号转导等生理过程中也发挥重要作用。本文主要综述了植物水孔蛋白结构特征和分类,多种生理功能,以及其转录水平和转录后水平活性调节等方面的最新研究进展,并就如何系统全面地开展水孔蛋白参与植物生长发育过程的分子调控机制研究提出展望。植物水孔蛋白的深入研究有助于阐明植物体内物质转运的分子机理及其生理作用机制,对指导农业生产中作物的生长发育调控有重要理论意义。     

植物细胞壁蛋白质组学研究进展

植物细胞壁蛋白质在细胞代谢和发育调控、细胞壁组分修饰、信号转导及胁迫响应等生物学事件中具有重要功能.最近,国内外学者开展了大量植物细胞壁蛋白质组学的研究工作,并取得了巨大进展.本文详述了细胞壁蛋白质的分类、提取、鉴定及生物信息学分析的最新进展,总结了植物细胞壁蛋白质组学的应用和面临的挑战,提出了植物细胞壁蛋白质组学研究的框架图,以期为植物细胞壁蛋白质组学的广泛研究提供借鉴.     

Plant cystatins

Plant cystatins have been the object of intense research since the publication of a first paper reporting their existence more than 20 years ago. These ubiquitous inhibitors of Cys proteases play several important roles in plants, from the control of various physiological and cellular processes in planta to the inhibition of exogenous Cys proteases secreted by herbivorous arthropods and pathogens to digest or colonize plant tissues. After an overview of current knowledge about the evolution, structure and inhibitory mechanism of plant cystatins, we review the different roles attributed to these proteins in plants. The potential of recombinant plant cystatins as effective pesticidal proteins in crop protection is also considered, as well as protein engineering approaches adopted over the years to improve their inhibitory potency and specificity towards Cys proteases of biotechnological interest.     

Plant Calmodulins and Calmodulin-Related Proteins: Multifaceted Relays to Decode Calcium Signals

The calmodulin (CaM) family is a major class of calcium sensor proteins which collectively play a crucial role in cellular signaling cascades through the regulation of numerous target proteins. Although CaM is one of the most conserved proteins in all eukaryotes, several features of CaM and its downstream effector proteins are unique to plants. The continuously growing repertoire of CaM-binding proteins includes several plant-specific proteins. Plants also possess a particular set of CaM isoforms and CaM-like proteins (CMLs) whose functions have just begun to be elucidated. This review summarizes recent insights that help to understand the role of this multigene family in plant development and adaptation to environmental stimuli.Key Words: calcium signaling, calmodulin, calmodulin-like protein, calmodulin-binding proteins, plant development, biotic and abiotic stress     

Structure and function of heterotrimeric G proteins in plants

Heterotrimeric G proteins are mediators that transmit the external signals via receptor molecules to effector molecules. The G proteins consist of three different subunits: alpha, beta, and gamma subunits. The cDNAs or genes for all the alpha, beta, and gamma subunits have been isolated from many plant species, which has contributed to great progress in the study of the structure and function of the G proteins in plants. In addition, rice plants lacking the alpha subunit were generated by the antisense method and a rice mutant, Daikoku d1, was found to have mutation in the alpha-subunit gene. Both plants show abnormal morphology such as dwarfism, dark green leaf, and small round seed. The findings revealed that the G proteins are functional molecules regulating some body plans in plants. There is evidence that the plant G proteins participate at least in signaling of gibberellin at low concentrations. In this review, we summarize the currently known information on the structure of plant heterotrimeric G proteins and discuss the possible functions of the G proteins in plants.     

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。     

Control of grain size by G protein signaling in rice

Heterotrimeric G proteins are involved in multiple cellular processes in eukaryotes by sensing and transducing various signals. G protein signaling in plants is quite different from that in animals, and the mechanisms of plant G protein signaling are still largely unknown. Several recent studies have provided new insights into the mechanisms of G protein signaling in rice grain size and yield control. In this review,we summarize recent advances on the function of G proteins in rice grain size control and discuss the potential genetic and molecular mechanisms of plant G protein signaling.     

植物细胞质外体多肽与蛋白研究

细胞质膜以外的质外体是植物细胞的重要组成部分,质外体是植物细胞的重要信号源和细胞器。当植物遭受生物或非生物环境刺激时,可能首先引起质外体信号系统的变化;同时质外体作为植物细胞之间最方便的通道,在细胞间信号传递和信息交流上起重要作用,从而成为协调植物细胞分化、器官形成和整体生长发育的决定性因素之一。本文概括地介绍了我室在此领域的一些研究进展。