植物凝集素类受体蛋白激酶研究进展

自然界中植物的生长发育受到各种环境变化的影响。为了响应外界各种环境条件,植物演化出一系列识别和传递环境信号的蛋白分子,其中比较典型的是植物细胞质膜上的类受体蛋白激酶(RLKs)。凝集素类受体蛋白激酶(LecRLKs)是类受体蛋白激酶家族中的一个亚族,它主要包含3个结构域:细胞外凝集素结构域、跨膜结构域和细胞内激酶结构域。根据细胞外凝集素结构域的不同,LecRLKs可分为3种不同类型:L、G和C型。近年来,研究表明LecRLKs在植物生物/非生物胁迫和发育调控中发挥非常重要的作用。该文综述了植物凝集素类受体蛋白激酶的研究历史、结构特点、分类以及生物学功能,并重点阐述凝集素类受体蛋白激酶在植物生物/非生物胁迫响应和调控发育方面的功能。对不同类型和不同功能的植物凝集素类受体蛋白激酶进行阐述将有利于对该类蛋白开展功能研究,并为作物改良提供有益借鉴。     

大豆类受体蛋白激酶基因GmRLCK的克隆及初步分析

植物类受体蛋白激酶(receptor-likeproteinkinase,RLK)在高等植物生长发育和环境刺激的信号传导中起着重要的作用。本文报告了一个新的大豆类受体蛋白激酶基因的全长cDNA克隆及对其基因结构和功能的初步分析。研究表明该基因序列编码的蛋白包含一个跨膜域、一个具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性的胞内域和一个缺少N-末端信号肽的胞外域。采用生物信息学方法分析表明,该基因与一些拟南芥菜类受体蛋白激酶基因具有很高的相似性,这些激酶N-末端都缺少信号序列,属于植物胞质类受体激酶(receptor-likecytoplasmickinase,RLCK)亚家族。因此命名该大豆基因为GmRLCK(GenBankAccessionNo.AY687390)。对GmRLCK激酶域中磷酸化可能性较高的位点进行了预测。RT-PCR的结果表明,GmRLCK在大豆子叶、根、花以及豆荚中都有较高的表达,而在胚根、茎和成熟叶片中的表达相对较弱。进化分析表明GmRLCK与一些衰老相关的植物类受体蛋白激酶具有较近的亲缘关系。     

植物凝集素类受体激酶参与非生物胁迫响应的研究进展

植物在生长发育过程中会受到各种胁迫因子的影响,非生物胁迫是其中极其重要的一类。类受体激酶(receptor-like kinases, RLKs)是植物中广泛存在的一类蛋白,能够快速有效地对胁迫因子作出响应,最终引起一系列生物效应。凝集素类受体激酶(lectin receptor-like kinases, LecRLKs)是RLKs的一个亚族,其具有细胞外凝集素结构域、跨膜结构域和细胞内激酶结构域三个结构域。根据细胞外凝集素结构域的不同可分为L、G和C三种不同类型。近年来,大量的研究表明植物凝集素类受体激酶在非生物胁迫响应中发挥重要作用。LecRLKs通过识别非生物胁迫相关的信号分子,激活下游的信号通路,如MAPK通路、ROS通路、钙信号通路等,调节基因表达和蛋白质翻译以增强植物的抗逆性。该文概述了植物凝集素类受体激酶的结构特征及其分类,并系统综述了LecRLKs在盐胁迫、低温胁迫、干旱胁迫、机械损伤和植物激素等非生物胁迫响应中的功能和作用机制,同时也对LecRLKs的未来研究方向作出了展望。该文不仅为深入了解植物凝集素类受体激酶参与非生物胁迫响应的功能提供了参考,而且为利用LecRLKs进行作物抗逆育种改良提供了理论依据。     

植物凝集素类受体蛋白激酶研究进展

自然界中植物的生长发育受到各种环境变化的影响。为了响应外界各种环境条件,植物演化出一系列识别和传递环境信号的蛋白分子,其中比较典型的是植物细胞质膜上的类受体蛋白激酶(RLKs)。凝集素类受体蛋白激酶(LecRLKs)是类受体蛋白激酶家族中的一个亚族,它主要包含3个结构域:细胞外凝集素结构域、跨膜结构域和细胞内激酶结构域。根据细胞外凝集素结构域的不同, LecRLKs可分为3种不同类型:L、G和C型。近年来,研究表明LecRLKs在植物生物/非生物胁迫和发育调控中发挥非常重要的作用。该文综述了植物凝集素类受体蛋白激酶的研究历史、结构特点、分类以及生物学功能,并重点阐述凝集素类受体蛋白激酶在植物生物/非生物胁迫响应和调控发育方面的功能。对不同类型和不同功能的植物凝集素类受体蛋白激酶进行阐述将有利于对该类蛋白开展功能研究,并为作物改良提供有益借鉴。     

二聚化:受体酪氨酸激酶活化的重要机制

受体酪氨酸激酶家族是一类具有内源性蛋白酪氨酸激酶活性的生长因子受体。它们具有相似的分子结构 ,其配体介导的受体活化主要是通过二聚化的机制来实现的。配体介导同源或异源的受体二聚化 ,不同的配体以不同的机制介导受体的二聚化。本文介绍了受体酪氨酸激酶家族不同亚类受体在其配体介导下二聚化的机制 ,并着重介绍了表皮生长因子受体家族各成员间的异二聚化及其引起的胞内信号转导途径的多样化     

二聚化：受体酶氨酸激酶活化的重要机制

受体酪氨酸激酶家族是一类具有内源性蛋白酪氨酸激酶活性的生长因子受体。它们具有相似的分子结构,其配体介导的受体活化主要是通过二聚化的机制来实现的。配体介导同源或异源的受体二聚化,不同的配体以不同的机制介导受体的二聚化。本文介绍了受体酪氨酸激酶家族不同亚类受体在其配体介导下二聚化的机制,并着重介绍了表皮生长因子受体家族各成员间的异二聚化及其引起的胞内信号转导途径的多样化。     

类受体激酶FER调节植物与病原菌相互作用的分子机制

植物细胞依赖细胞质膜上的受体感知并传递环境信号, 而受体通过与配体特异结合启动一系列下游信号转导途径, 维持植物正常的生命活动及其对外界环境变化的适应。类受体激酶是其中一类重要受体, 通常由胞外结合结构域、跨膜结构域和胞内激酶结构域3部分组成, 是植物适应外界环境变化的重要调节枢纽。FER属于CrRLK1L类受体蛋白激酶家族, 最早被发现在高等植物雌雄配子体识别过程中发挥作用。随后, 众多研究表明, FER在植物生长发育、激素间交互作用、植物与病原菌互作和逆境响应等多种生物学过程中扮演重要角色, 是近年来植物信号通路研究领域的“明星蛋白”。随着植物病理学研究的不断深入, FER在植物与病原菌互作过程中的功能备受关注。该文主要综述FER调节植物与病原菌互作的研究进展, 旨在为进一步解析类受体蛋白激酶在植物细胞响应病原菌侵染过程中的信号转导机制提供参考。     

整合素及其信号传导通路

整合素是位于细胞表面的重要黏附分子,通过其双向信号传导通路,介导细胞与细胞外基质及细胞与细胞间的黏附.整合素由胞外域、跨膜域和胞内域3部分组成.胞内域与细胞内信号分子结合,启动胞内一胞外信号传导激活整合素,提高与相应配体亲合力.而胞外域与相应配体结合后,通过胞外-胞内信号传导,调节细胞生存、增殖、黏附、分化功能.近年研究显示,整合素结构功能及信号传导通路异常与多种疾病有关.     

植物类受体激酶的功能与底物鉴定

受体激酶是一类具有信号肽序列、胞外受体结构区、跨膜区和保守的胞内激酶区的蛋白质,普遍存在于各种生物体内．植物类受体激酶是植物体内信号分子的重要受体,几乎参与了所有的细胞代谢过程,包括生长发育、表达调控和逆境反应等．鉴于激酶的重要性和特殊性,其底物筛选已经成为该领域的研究热点．目前,筛选植物激酶底物的方法主要有酵母双杂交技术和蛋白质芯片技术等,但是,已经进行体内鉴定的底物极其有限．本文总结了植物类受体激酶的功能及其底物与筛选鉴定方法,并介绍了一些激酶的底物．     

利用酵母双杂交系统筛选水稻类受体激酶OsWAK50胞内域相互作用蛋白

细胞壁连接的类受体激酶(wall-associated kinase,WAK)是植物细胞中一类特有的类受体激酶基因亚家族,因其胞外域与细胞壁紧密相连而得名．水稻中共有125个OsWAK基因,OsWAK50编码的蛋白质具有胞外域、跨膜域和激酶域,呈现典型的WAK样受体激酶特征．首先通过对OsWAK50-GFP融合蛋白的观察发现OsWAK50定位于细胞膜并且与细胞壁偶联．进而通过酵母双杂交系统筛选到了20个可能与OsWAK50胞内域相互作用的候选蛋白,并通过一对一酵母转化验证了OsSK4、OsSWIB和OsSWI3C全长均可与OsWAK50胞内域相互作用．进一步分析显示,OsSWIB能够直接与OsWAK50激酶域互作,而OsSK4和OsSWI3C与OsWAK50胞内域的互作是依赖于OsWAK50 C端的．研究还表明,OsSK4和OsSWIB亦能与OsWAK50同源基因OsWAK53a结合,而OsSWI3C则不能与OsWAK53a结合．双分子荧光互补实验证明,OsSK4与OsWAK50和OsWAK53a能够在植物体内发生互作．以上结果为阐明OsWAK50发挥功能的分子机制提供了重要线索．     

Genome-wide comparative analyses of domain organisation of repertoires of protein kinases of Arabidopsis thaliana and Oryza sativa

A comparative analysis on protein kinases encoded in the completely sequenced genomes of two plant species, namely Arabidopsis thaliana and Oryza sativa spp japonica cv. Nipponbare is reported in the current study. We have analysed 836 and 1386 kinases identified from A. thaliana and the O. sativa genomes respectively. Their classification into known subfamilies reveals selective expansions of the plant receptor kinase subfamily comprising of Ser/Thr receptor kinases. The presence of calcium dependent kinases, and potential absence of cyclic nucleotide-dependent protein kinase of the type found in other (non-plant) eukaryotes, are other notable features of the two plant kinomes described here. An analysis on domain organisation of each of the protein kinases encoded in the plant genome has been carried out. Uncommon composition of functional domains like nuclear translocation factor domain, redox sensor domain (PAS), ACT and lectin domains are observed in few protein kinases shared between the two plant species. Biochemical functions characteristic of the domains recruited in these protein kinase gene products suggest their mode of regulation by alternate cellular localisation, oxidation potential, amino acid flux and binding of carbohydrates. Occurrence of multi-functional kinases with diverse enzymatic modules, such as Transposases and peptidases, tethered to the kinase catalytic domain is another interesting feature of the protein kinase complement of the O. sativa genome. Co-occurrence of diverse nucleotide and carbohydrate binding domains with catalytic kinase domain containing gene products has also been observed. Putative homologues of protein kinases of A. thaliana that regulate plant-specific physiological processes like ethylene hormone response, somatic embryogenesis and pathogen defence have been identified in O. sativa genome as well.     

Biosignaling of mammalian Ste20-related kinases

Sterile 20 (ste20) protein is an upstream ser/thr kinase in yeast, and several mammalian Ste20-like (MST) kinases have been identified. This review focuses on the signal transduction, interacting proteins, and potential biological function of MST1, 2, 3, and 4 kinases, since several novel signal pathways of these kinases have been characterized recently. MST1 and MST2 kinases play an important role in cell growth and apoptosis, and the signal pathways involves many important molecules including RAS, AKT, and FOXO3. MST3 and MST4 have similar kinase domain, but have opposite effects on apoptosis and transformation. The downstream signaling molecules of these two kinases are beginning to be elucidated. Based on the expression pattern and signal pathways, we will discuss the perspective biological functions of four MST family kinases in cancer, immune, cardiovascular, and brain function.     

A role for the epidermal growth factor-like domain of P-selectin in ligand recognition and cell adhesion

The selectin family of adhesion molecules mediates the initial interactions of leukocytes with endothelium. The extracellular region of each selectin contains an amino-terminal C-type lectin domain, followed by an EGF-like domain and multiple short consensus repeat units (SCR). Previous studies have indirectly suggested a role for each of the extracellular domains of the selectins in cell adhesion. In this study, a panel of chimeric selectins created by exchange of domains between L- and P-selectin was used to directly examine the role of the extracellular domains in cell adhesion. Exchange of only the lectin domains between L- and P-selectin conferred the adhesive and ligand recognition functions of the lectin domain of the parent molecule. However, chimeric selectins which contained both the lectin domain of L- selectin and the EGF-like domain of P-selectin exhibited dual ligand- binding specificity. These chimeric proteins supported adhesion both to myeloid cells and to high endothelial venules (HEV) of lymph nodes and mesenteric venules in vivo. Exchange of the SCR domains had no detectable effect on receptor function or specificity. Thus, the EGF- like domain of P-selectin may play a direct role in ligand recognition and leukocyte adhesion mediated by P-selectin, with the lectin plus EGF- like domains collectively forming a functional ligand recognition unit.     

蛋白激酶C分子的成熟与活化

蛋白激酶C(Protein kinase C,PKC)是细胞内一类重要的Ser/Thr激酶,调控多种生命活动的信号转导过程,目前已发现了至少11种亚型,其结构有一定的保守性而又有所差别,导致其功能和调控的多样性。新合成的PKC一般需要经历活化茎环(Activation-loop,A-loop)、转角模体(Turn motif,TM)以及疏水模体(hydrophobic motif,HM)的程序性磷酸化过程才能成熟,获得进一步活化的功能。本文综述了近年来PKC的程序性磷酸化成熟以及活化的研究进展情况。     

植物M/MLD类受体蛋白激酶及其生物学功能的研究进展北大核心CSCD

植物受体蛋白激酶通过与胞外信号结合感知和接收外部信号传递,在植物各个生理过程及生物代谢中发挥着重大的作用。其中M/MLD类受体蛋白激酶是一类植物特有的具有Malectin-like结构域的受体蛋白激酶。研究表明,M/MLD-RLKs亚家族参与植物发育过程及生物/非生物胁迫调控。该研究对近年来国内外有关植物M/MLD-RLKs的发现、结构特点以及生物学功能等方面的研究进展进行综述,并重点阐述其在调控植物根系、叶片、花发育及响应多种胁迫过程中的作用,为深入研究M/MLD-RLKs在植物生长发育过程中的生理功能提供参考。