植物凝集素类受体激酶的研究进展

植物凝集素类受体激酶是定位在细胞膜上的蛋白质,其结构从胞外至胞内依次是氨基端信号肽、配体结合域、单通道跨膜域和胞内丝氨酸/苏氨酸激酶域.目前对植物凝集素类受体激酶的功能、信号转导和配体识别等方面的研究已成为该领域的重点.对近年来国内外有关植物凝集素类受体激酶的结构、分类及其在植物抗病防御和抗逆反应中的作用研究进行综述,为今后进一步深入研究植物凝集素类受体激酶的生理生化功能及应用提供参考.     

植物类受体激酶CrRLK1-L亚家族及其生物学功能

植物CrRLK1-L亚家族类受体激酶的胞外域具有新颖结构基序,但功能大都未知.该家族成员广泛存在于被子植物中,但在动物和微生物中不存在其同源物.CrRLK1-L家族成员相对较少,但组织表达非常广泛.它们定位于细胞质膜上,并且部分成员的定位还具有极性,这与其参与雌雄配子体的识别和受精作用密切相关.该家族成员普遍具有激酶活性,该活性对其功能的发挥至关重要.目前仅报道在拟南芥中参与助细胞与花粉的识别和调控营养组织的细胞伸长,但参与这些生物学过程的作用机制似乎独立于已知的信号通路之外,可能有自身独特的信号传导机制.所以对这一类具特有结构基序的类受体激酶基因的功能研究,将有助于解析植物特有生物学过程的分子作用机制,特别是在植物有性生殖过程中,合理利用这些分子开展育种实践对未来农业生产具有潜在的应用价值.     

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。     

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,...     

植物凝集素类受体激酶参与抗病的研究进展

凝集素类受体激酶(Lectin receptor-like kinases,LecRLKs)是类受体激酶(Receptor-like kinases,RLKs)的一个亚族。根据结构域的不同,凝集素类受体激酶可分为L、G和C等3种类型。在植物中,凝集素类受体激酶被报道参与生物/非生物胁迫响应和植物发育调控。近年来,越来越多的研究发现,凝集素类受体激酶参与由细菌、真菌以及食草性昆虫等所引起的植物抗病反应。本文概述了植物凝集素类受体激酶的分类及结构特点,并系统阐述了该类激酶在植物抗病方面的作用,旨在增进对植物凝集素类受体激酶参与抗病功能的了解,并为作物抗病育种提供理论依据。     

植物类受体胞质激酶的结构和功能

本文介绍植物类受体胞质激酶的结构及其在植物的抗病、抗逆、生长发育、自交不亲和、油菜素内酯信号转导等方面的功能。     

胰岛素受体底物活性调控的分子机制

胰岛素受体底物(insulin receptor substrate,IRS)是胰岛素信号转导通路中一个极其重要的信号分子,对胰岛素信号级联效应具有至关重要的作用。目前有关胰岛素受体底物活性调节的研究主要集中在两个方面,一方面是磷酸化水平的调节机制,另一方面是细胞因子信号阻抑剂(suppressor of cytokine signaling,COCS)所介导的直接和间接调控。了解胰岛素受体底物活性调节机制将有助于进一步探索胰岛素抵抗和Ⅱ型糖尿病的发病机制。     

类受体激酶——植物环境适应性的调节枢纽

“莫听穿林打叶声,何妨吟啸且徐行。”大雨滂沱,苏轼拄着竹杖穿着蓑衣寻找避雨之所……树林竹叶虽不能避雨,却也不怕大雨的击打,这全都依赖于植物进化出了一套高度精密的信号响应机制来“趋利避害”,实现对环境变化的适应。植物感受环境信号需要类受体激酶(Receptor-like kinases,RLKs)。类受体激酶是一类定位在细胞膜上的单次跨膜蛋白,包括一个感受外界信号的胞外受体结构域,一个跨膜结构域和一个胞内激酶结构域。常见的类受体激酶信号通路中,首先由胞外受体结构域感受和识别细胞外界信号,将信号传递到细胞质一侧,胞质激酶结构域与下游蛋白相互作用,并启动其生化反应(如磷酸化),最终通过细胞核-细胞质穿梭信使将信号传递到细胞核内,调控下游基因表达进行信号输出,从而实现对环境快速变化的适应。     

类受体激酶调控根生长发育的研究进展

类受体激酶是一类具有激酶活性的单次跨膜受体,通过接收和传递胞外信号调控细胞的生理反应,参与植物生长发育过程。植物根在生长发育过程中受到大量的外部刺激和内源性发育信号的影响,植物必须通过整合这些信号并转化为细胞反应,才能适应不断变化的环境条件;植物类受体激酶作为细胞膜上的信息监测者,通过与外源和内源信号的通讯调控根的生长发育。该文对近年来国内外有关类受体激酶的结构、分类及其作用机制,特别是植物类受体激酶在根发育信号转导途径中的功能和作用等方面的研究进展进行综述,为进一步揭示植物类受体激酶在根生长发育中的功能及其作用机制提供参考。     

9个拟南芥凝集素类受体激酶基因功能的初步研究

植物凝集素类受体激酶(LecRLK)在植物防御、应答多种生物与非生物胁迫、参与激素调控和生长发育中具有重要的作用。但是该家族大部分成员的功能尚不明了。本文对LecRLK家族中的9个成员进行了生物信息学和相关分子遗传学的初步研究。启动子元件分析结果表明,9个成员均具有多个光和逆境响应元件,暗示其可能参与光信号以及非生物胁迫信号途径的调控。基因芯片及实时定量PCR结果显示,9个LecRLK基因具有明显的时空表达特异性,说明其可能在植物不同生长发育阶段及组织部位发挥着重要调控作用。利用三引物法对9个基因的突变体进行了筛选,最终得到14个纯合缺失突变体材料。上述结果为后续深入开展这些基因的生理功能研究提供参考数据。     

植物类受体蛋白激酶的研究进展

植物类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinase,RLKs)通过胞外结构域识别病原信号分子,发生磷酸化、去磷酸化反应而开启或关闭下游靶蛋白,调节植物固有免疫反应,诱导抗病防御反应.目前对植物类受体蛋白激酶的功能、信号传导和配体识别等方面的研究已成为该领域的重点.本文对近年来国内外有关植物类受体蛋白激酶的结构、功能及其在植物抗病防御反应中的作用研究进行综述,为今后进一步深入研究植物类受体蛋白激酶的生理生化功能及应用提供参考.     

类受体蛋白激酶与植物非生物胁迫应答

类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinase,RLK)是植物信号转导网络中的重要成员,参与介导生长、发育以及逆境胁迫应答等多种细胞代谢过程．在植物细胞中已发现和克隆了富含亮氨酸重复区型(LRR)、凝集素型(lectin-like)和细胞壁相联型(WAK)等不同的RLK亚家族．这些RLK能够感受多种发育和外界环境胁迫信号, 并在植物对非生物胁迫的响应过程中发挥重要的调控作用．本文结合当今国内外研究进展,简述植物RLK的典型结构域特征,详细介绍多种RLK在植物逆境信号识别与转导中发挥的作用,同时对RLK在非生物胁迫应答中的具体作用机制进行了探讨．     

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。     

Identification, Expression and Functional Analysis of a Receptor-like Cytoplasmic Kinase, OsRLCK1, in Rice

Pollination involves a series of complex cellular interactions and signal transduction events. Numerous reports have suggested a central role for protein kinases in pollen germination and pollen tube growth and a large number of receptor-like kinases have been detected exclusively in pollen in higher plants. However, few are well characterized, especially for the receptor-like cytoplasmic kinases. Here we report a receptor-like kinase gene, OsRLCK1, which belongs to the receptor-like cytoplasmic kinase Ⅷ subfamily. Real-time quantitative polymerase chain reaction analysis and whole mount RNA in situ hybridization showed that OsRLCK1 is a pollen-specific gene and expressed only in the mature pollen. When expressed in the onion epidermal cells, the OsRLCK1-GFP fusion protein was diffused throughout the cell, indicating its cytoplasmic and nuclear localization. The Maltose Binding Protein-OsRLCK1 recombinant protein was found to be capable of autophosphorylation on threonine residue, showing that it encodes a functional kinase. These results suggest that OsRLCK1 is likely to play a role in a signaling pathway associated with pollen performance during pollination in rice.     

植物富含亮氨酸重复序列型类受体蛋白激酶的生物学功能

介绍了植物富含亮氨酸重复序列(leucine-rich repeat,LRR)型类受体蛋白激酶概念、最近发现的这类蛋白激酶的亚结构域特征;总结了目前已确定其功能的LRR型类受体蛋白激酶,并分别阐述了它们在参与植物抗逆性反应、发育调控及激素的信号转导等过程中的生物学功能;着重介绍和讨论了LRR型类受体蛋白激酶复合物之间及其与下游成分KAPP之间互作而产生信号传递的分子机理.最后展望了LRR型类受体蛋白激酶生物学功能、信号转导机制、以及应用于生产实践的研究前景.     

Identification and functional analysis of phosphorylation residues of the Arabidopsis BOTRYTIS-INDUCED KINASE1

Arabidopsis BOTRYTIS-INDUCED KINASE1 (BIK1) is a receptor-like cytoplasmic kinase acting early in multiple signaling pathways important for plant growth and innate immunity. It is known to form a signaling complex with a cell-surface receptor FLS2 and a co-receptor kinase BAK1 to transduce signals upon perception of pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). Although site-specifi c phosphorylation is speculated to mediate the activation and function of BIK1, few studies have been devoted to complete profiling of BIK1 phosphorylation residues. Here, we identified nineteen in vitro autophosphorylation sites of BIK1 including three phosphotyrosine sites, thereby proving BIK1 is a dual-specifi city kinase for the fi rst time. The kinase activity of BIK1 substitution mutants were explicitly assessed using quantitative mass spectrometry (MS). Thr-237, Thr-242 and Tyr-250 were found to most signifi cantly affect BIK1 activity in autophosphorylation and phosphorylation of BAK1 in vitro. A structural model of BIK1 was built to further illustrate the molecular functions of specifi c phosphorylation residues. We also mapped new sites of FLS2 phosphorylation by BIK1, which are different from those by BAK1. These in vitro results could provide new hypotheses for more in-depth in vivo studies leading to deeper understanding of how phosphorylation contributes to BIK1 activation and mediates downstream signaling specifi city.     

两个大豆类受体蛋白激酶基因的克隆及其结构和功能的初步分析

利用高等植物类受体蛋白激酶基因的保守域设计简并引物的通过RT-PCR方法,从大豆叶片中克隆到两个新的,可能的类受体蛋白激酶基因的部分cDNA片段。对其基因结构的分析表明：在RLPK2的激酶保守域Vib与Ⅸ之间有一个407bp长的内含子。利用RT-PCR方法对它们的表达特性进行初步研究。发现这两个基因可能参与了对大豆叶片衰老和/或细胞分裂素延缓衰老过程的调节机制。     

植物体细胞胚胎发生受体类蛋白激酶的生物学功能

体细胞胚胎发生受体类蛋白激酶(Somatic embryogenesis receptor-like kinases,SERKs)属于膜富亮氨酸重复序列受体类蛋白激酶(Leucine-rich repeat sequence receptor-like kinase,LRR-RLK)家族的第二亚类。SERK具有典型的胞外信号受体结构域、跨膜结构域和胞内激酶活性结构域,研究发现SERKs在植物生命活动中承担着多个角色。文章简述了SERKs的典型结构域特征,重点介绍该类蛋白在体细胞胚发生、生殖发育、激素感应和病理反应方面发挥的功能,同时对该蛋白激酶的研究价值和应用前景进行了探讨。     

植物体细胞胚胎发生受体类蛋白激酶的生物学功能

体细胞胚胎发生受体类蛋白激酶(Somatic embryogenesis receptor-like kinases, SERKs)属于膜富亮氨酸重复序列受体类蛋白激酶(Leucine-rich repeat sequence receptor-like kinase, LRR-RLK)家族的第二亚类。SERK具有典型的胞外信号受体结构域、跨膜结构域和胞内激酶活性结构域, 研究发现SERKs在植物生命活动中承担着多个角色。文章简述了SERKs的典型结构域特征, 重点介绍该类蛋白在体细胞胚发生、生殖发育、激素感应和病理反应方面发挥的功能, 同时对该蛋白激酶的研究价值和应用前景进行了探讨。