植物热激蛋白研究进展

热激蛋白(heat shock protein,HSP)是一种普遍具有抗逆作用的保护蛋白,主要通过分子伴侣形式与其他蛋白结合来保护蛋白稳态及修复变性蛋白从而维持植物内环境的稳定,在植物生长发育及逆境调控过程中发挥重要作用。植物热激蛋白分为HSP100、HSP90、HSP70、HSP60、小分子HSP五大家族,每一家族含有多个热激蛋白。随着对HSP的不断研究,已有大量文献报道了不同物种中的热激蛋白,在此基础上通过阐述植物热激蛋白的结构、功能以及调控作用,旨在为进一步认识热激蛋白及其作用机理提供有价值的参考。     

几种热激蛋白在细胞凋亡信号通路中的调控作用

热激蛋白(heat shock proteins, HSPs)作为进化保守的蛋白家族 之一,普遍存在于各种生物体中,并在生物体内发挥着重要的生理功能.大 量的实验证据表明,热激蛋白与细胞凋亡密切相关,参与细胞凋亡信号通 路的多个环节. 近年来有关该领域的研究已获得了重要的突破与进展.一方 面,热激蛋白主要起着抑制细胞凋亡、促进细胞存活的作用;另一方面, 某些热激蛋白又能够作为凋亡蛋白的分子伴侣,促进细胞凋亡,比如HSP70 能够激活DNase来促使细胞凋亡,线粒体内HSP60能够促进caspase依赖的细 胞凋亡途径.本文在阐明细胞凋亡信号通路的基础上,综述了近年来几种不 同热激蛋白家族（HSP90、 HSP70 、HSP60和小分子HSPs）在细胞凋亡调控 中作用的研究进展,重点阐述了几种主要热激蛋白与细胞凋亡信号通路上 相关因子的相互作用,并绘制了热激蛋白在细胞凋亡信号通路中的调控图 ,为进一步完善细胞凋亡调控网络研究提供一定的参考.     

人工老化处理的卷心菜种子的热激蛋白合成

高活力卷心菜种子蛋白质合成速率比中等活力和低活力种子高很多。热激处理(42℃)下,蛋白质合成显著下降,但高活力种子的蛋白质合成能力仍然显著高于中等和低活力种子。高活力和中等活力种子主要合成分子量为70 kD和一些小分子量的热激蛋白。在低活力种子中检测不到热激蛋白的合成。4种热激蛋白（1种HSP90和3种HSP70）的Western blot检测结果表明,只有1种热激蛋白（HSP70）与种子活力有关。     

植物热激蛋白70

植物热激蛋白70(HsP70)由多基因家族编码.除热胁迫外,其它环境因素如低温、干旱等也能诱导HSP70基因的大量表达.HSP70主要参与新生肽的成熟与分拣、变性蛋白的复性或降解等细胞活动.该文介绍HSP70的结构、功能和调控的研究现状.     

短时热激后家蚕对核型多角体病毒的抗性及相关抗菌肽和热激蛋白基因表达水平的变化

【目的】探讨短时热激对家蚕Bombyx mori抵抗核型多角体病毒能力的影响,为深入研究家蚕热激响应的抗病毒免疫机制提供参考。【方法】家蚕5龄幼虫42℃热激15 min后,经口喂食家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus,Bm NPV)(5.4×106PIBs/头)后正常饲养,观察热激对家蚕感染病毒的影响;同时,利用实时荧光定量RT-PCR技术检测热激后7类抗菌肽主基因(Bmcec D,Bmmor,Bmglve2,Bmdefe B,Bmatta1,Bmenbo2和Bmlebo3)以及6种热激蛋白基因(Bmhsp90,Bmhsp70,Bmhsp40,Bmhsp19.9,Bmhsp21.4和Bmhsp25.4)在家蚕5龄幼虫中肠组织中的表达变化;利用MEGA 5.0软件对家蚕所有热激蛋白进行系统进化分析。【结果】与未进行热激处理相比,短时42℃热激能够明显提高感染Bm NPV的家蚕5龄幼虫的存活率。实时荧光定量RT-PCR结果表明,与未热激处理相比,热激处理后感染Bm NPV的家蚕5龄幼虫中肠组织中Bmglve2和Bmhsp25.4的表达量显著上升。另外,系统进化分析显示,小分子热激蛋白Bm HSP25.4在进化上特殊,单独与大分子热激蛋白(Bm HSP90,Bm HSP70和Bm HSP40)聚为一类。【结论】短时热激能够提高家蚕对Bm NPV的抗性,热激蛋白基因Bmhsp25.4和抗菌肽基因Bmglve2可能在家蚕热激响应的抗病毒免疫中发挥关联功能。     

热激对水稻幼苗耐冷性及热激蛋白合成的诱导

萌发的水稻种子经42℃热激处理后其幼苗的耐冷性明显增强,膜伤害程度降低,脯氨酸含量增加,超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和抗氧化物质抗坏血酸含量增加,而膜脂过氧化的关键酶脂氧合酶(LOX)活性及其产物丙二醛(MDA)含量下降.并且热激诱导萌发的水稻胚合成78、70、64、60、46、38、24、17、16kD的热激蛋白(HSP),其中属于HSP70的内质网结合蛋白(BiP)的合成与水稻幼苗耐寒性的提高有关.     

HSP60的功能

HSP6 0家族属于热激蛋白 ,存在于所有的原核与真核生物中 ,是细胞最保守的保护机制之一 .当机体受到胁迫时 ,热激蛋白大量合成 ,以恢复变性蛋白或凝聚蛋白的天然构象 .而对病原体的侵入 ,HSP6 0会充当免疫抗原来激活免疫系统 .HSP6 0在细胞生命活动中具有重要的功能 .病原体衍生热激蛋白被认为是细菌或寄生物侵染过程中的一种优势抗原 .HSP能够激活先天存在的免疫系统 .通过儿童用抗白喉、百日咳、破伤风的三价疫苗接种牛痘时产生高效价的优势抗HSP6 0 ,证实HSP6 0在许多侵染过程中是一种免疫优势抗原 .一个病原体的吞噬作用中会经…     

复苏植物旋蒴苣苔J结构域蛋白编码基因BhDNAJC2的 克隆、表达与功能

热激蛋白(HSP)是一类在受到逆境刺激后大量表达的蛋白质, 能够帮助蛋白质正确折叠, 促使变性蛋白质降解, 缓解逆境胁迫对生物体的损伤。为揭示热激蛋白在耐旱的复苏植物中的保护作用, 该研究对复苏植物旋蒴苣苔(Boea hygrometrica)HSP40家族中J结构域蛋白BhDNAJC2的编码基因进行了克隆、表达与功能分析。Real-time PCR检测表明, 该基因受脱水、低温、热激等多种逆境条件和脱落酸(ABA)诱导表达。BhDNAJC2-YFP定位于细胞质、内质网和细胞核。过表达BhDNAJC2的拟南芥(Arabidopsis thaliana)株系在干旱、热激、盐胁迫和碱胁迫下均表现出明显的抗逆性。综上所述, BhDNAJC2可能在旋蒴苣苔抗旱、耐热及耐盐碱等胁迫反应中起关键作用。     

热激蛋白90与热激应答

热激蛋白90(heat shock protein 90,HSP90)作为机体重要的分子伴侣之一,主要是维持机体内环境的稳态.在机体遭受内外界刺激时,体内氧化-抗氧化平衡失调诱发机体热激应答,诱导HSP90高表达来抵御刺激对机体造成的损伤.     

水稻锌指蛋白基因O_sBBX22响应热胁迫的功能分析

利用RNA干涉技术研究水稻锌指蛋白基因O_sBBX22的生物学功能,为探讨O_sBBX22响应热胁迫的机制、培育抗逆水稻、减轻高温对水稻的损害奠定基础。通过观察转基因突变体植株和野生型植株在热胁迫下的表型差异,分析O_sBBX22生物学功能;采用半定量PCR和荧光定量PCR检测O_sBBX22以及相关的热激转录因子(HSF)、热激蛋白(HSP)基因在转基因突变体株系中的表达水平;通过原位组织化学检测过氧化氢在野生型、转基因突变体株系叶片中的定位和积累情况。结果表明,在0~5 h热胁迫条件下,与野生型株系相比,O_sBBX22的表达在转基因突变体植株中明显下调;而野生型O_sBBX22受热信号诱导,随着热激时间的增加,O_sBBX22的表达量呈先上升后下降的趋势,且在热激1 h时表达量最高。相关的HSF和HSP也受热信号诱导,野生型株系中的HSFA2a、HSFA7、HSP16.9和HSP100表达量均比转基因突变体株系高,且在热激1 h时,HSFA2a、HSP16.9和HSP100表达量最高,而HSFA7在热激3 h时表达最高。热胁迫3 h,经DAB染色,转基因突变体株系叶片上出现的红褐色斑点主要集中于叶脉和受损伤部位,且明显多于野生型。锌指蛋白基因O_sBBX22在水稻苗期热胁迫应答中具有重要的作用,野生型株系抗热能力明显高于O_sBBX22抑制表达转基因株系;HSFA2a、HSFA7、HSP16.9和HSP100可能参与了O_sBBX22介导的水稻耐热调控。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism