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.     

植物热激蛋白的研究进展

热激蛋白是一类在有机体受到逆境(如高温等)刺激后大量表达的蛋白。主要参与生物体内新生肽的运输、折叠、组装、定位,以及变性蛋白的复性和降解,综述了植物热激蛋白的诱导合成、种类、生物学功能及其基因的表达调控。     

植物A类热激因子研究进展

热激因子（HSFs）是真核生物中结构和功能上相对保守的一个转录因子家族,多个HSFs家族成员,形成了一个复杂的分子网络,它们能通过诱导多种热激蛋白和抗氧化物酶等效应基因的表达,赋予植物应答热、氧化等逆境胁迫的能力。近年来,植物HSF,特别是A类HSF的研究是一个热点,植物A类HSF已被证明广泛的参与热、氧化等多种胁迫应答,而且还能参与植物发育调节。本文综述了近年来植物A类HSF在研究方法、生理功能和相关调控机制的研究进展,并就其存在的问题和今后可能的研究方向做出展望。     

温度胁迫下棉花粉蚧热激蛋白基因的表达分析

【目的】为了研究热激蛋白 Hsp70, Hsp70-4和Hsp90在棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis抵抗逆温中的作用。【方法】在测序棉花粉蚧转录组的基础上,分析了该虫热激蛋白Hsp70基因家族的2个序列［Pshsp70（GenBank登录号为KJ909505）和Pshsp70-4（GenBank登录号为KJ909506）］和Hsp90基因家族的1个序列,［Pshsp90(GenBank登录号为KJ909507)］,采用实时荧光定量 PCR（RT-qPCR）检测了在不同温度（18和32℃恒温, 37, 39, 41, 43和45℃热激1 h 后26℃恢复1 h)下棉花粉蚧不同发育阶段（2龄若虫、3龄若虫、雌成虫）3种热激蛋白基因的表达量。【结果】Pshsp70 cDNA序列包含1 923 bp的开放阅读框,编码641个氨基酸,理论分子量和等电点分别为70.9 kDa和5.65; Pshsp70-4 cDNA序列包含1 962 bp的开放阅读框,编码654个氨基酸,理论分子量和等电点分别为71.8 kDa和5.38;Pshsp90 cDNA序列包含2 172 bp的开放阅读框,编码724个氨基酸,理论分子量和等电点分别为83.5 kDa和4.93。Pshsp70 和Pshsp70-4均含有Hsp70基因家族高度保守的基序,Pshsp70编码的氨基酸序列与烟粉虱Bemisia tabaci和家蚕Bombyx mori等昆虫的Hsp70 的氨基酸序列一致性为 85%;Pshsp70-4编码的氨基酸序列与白蜡蚧Ericerus pela和点蜂缘蝽Riptortus pedestris等昆虫的Hsp70的氨基酸序列一致性高达95%;Pshsp90也含有Hsp90基因家族高度保守的基序,Pshsp90编码的氨基酸序列与赤拟谷盗Tribolium castaneum和东亚小花蝽Orius sauteri等昆虫的Hsp90 的氨基酸序列一致性为 87%。热激蛋白基因表达量分析结果表明,在18℃恒温条件下,粉蚧2龄若虫的3个PsHsps基因的mRNA相对表达量均比对照(26℃)低,在32℃恒温条件下,各龄期的Hsp70基因的相对表达量均显著高于对照。在37~45℃下热激1 h并在26℃下恢复1 h,棉花粉蚧3个龄期的3个热激蛋白PsHsps基因的相对表达量随温度的升高总体呈增加趋势,相关性分析表明,除Pshsp70-4在雌成虫中的表达量与热胁迫温度的相关系数为0.225外,各龄期中3个基因的表达量与温度的相关系数均大于0.6,显著相关;43℃和45℃胁迫下,各龄期的3个热激蛋白基因相对表达量均显著高于对照组（P<0.05）。【结论】棉花粉蚧热激蛋白基因的表达与温度呈正相关,在该虫应对高温中起着重要作用。     

雷蒙德氏棉HSP70基因家族的进化分析及其同源基因在陆地棉中的表达分析

热激蛋白70家族(HSP70)是一类在植物中高度保守的分子伴侣蛋白,在细胞中协助蛋白质正确折叠。文章利用隐马可链夫模型(HMM)在雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii L.)全基因组范围内进行HSP70基因家族成员进化分析,共得到30个HSP70家族成员。利用生物信息学对雷蒙德氏棉HSP70基因的结构、染色体分布、基因倍增模式以及系统进化进行分析,结果表明,HSP70基因家族根据亚细胞定位结果可分为不同的基因亚家族,各亚家族中HSP70基因具有相对保守的基因结构;染色体片段重复和串联重复是雷蒙德氏棉HSP70基因家族扩增的主要方式。通过对不同物种的HSP70基因家族进行系统进化分析可知,HSP70亚组的分化发生在单细胞植物形成前,且细胞质型HSP70成员大量扩增。比较陆地棉棉纤维发育不同时期的深度测序表达谱,发现HSP70基因可能参与棉纤维的生长发育。本研究结果有助于了解棉属植物HSP70基因家族的功能,以期为深入研究棉纤维发育过程中的分子调控机理提供基础。     

棉花粉蚧热休克蛋白基因的鉴定

热休克蛋白(heat shock proteins,Hsps)是生物体或细胞受到热胁迫后新合成的一类遗传上高度保守的蛋白,在昆虫应对外界环境因子胁迫时起着重要作用。为了系统研究棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis Hsp基因家族,对棉花粉蚧转录组基因注释信息进行分析、获得目标序列,并应用NCBI上Blast X等软件进行比对、共鉴定出24条热激蛋白(Hsp)基因,包括3个Hsp90、8个Hsp70、2个Hsp60和11个s Hsp(small heat shock protein,s Hsp)基因。对棉花粉蚧与模式昆虫家蚕Bombyx mori、黑腹果蝇Drosophila melanogaster、赤拟谷盗Tribolium castaneum系统进化关系分析显示,昆虫的小分子量热休克蛋白s Hsp具有很强的种属特异性,Hsp70家族的保守性比s Hsp强。棉花粉蚧热激蛋白基因的鉴定为深入研究该虫Hsp与生长发育、抗逆境的相互关系奠定了基础。     

热激转录因子HSFA1d参与植物内质网胁迫应答

环境胁迫是全球范围内影响植物正常生长发育的重要因素之一.研究植物的抗逆机制,运用生物技术提高作物的抗逆性,不仅具有重要的科学意义,也对农业生产具有重要的促进作用.内质网是蛋白合成和加工的重要场所,当环境胁迫引起内质网中错误折叠蛋白积累时,就会引起一个保守的未折叠蛋白应答(UPR)机制,帮助细胞达到一个新的平衡状态.热激转录因子HSFA1s在植物细胞质热激反应过程中起着重要的作用.本研究证明,拟南芥HSFA1d的表达受内质网胁迫的诱导,过表达HSFA1d的转基因植株对内质网胁迫诱导剂衣霉素(TM)具有一定程度的抗性.统计显示,在TM板上生长的转基因植株出真叶率明显提高.亚细胞定位显示,HSFA1d在正常条件下定位于细胞质中,当受到内质网胁迫时,HSFA1d从细胞质转移到细胞核中.HSFA1d可以调控UPR下游基因的表达.这些结果表明,经典的热激反应相关热激转录因子HSFA1d也参与了植物的内质网未折叠蛋白应答过程.     

热休克蛋白70:生物学功能与作用机制研究进展

热休克蛋白是一类广泛存在于原核生物和真核生物体内且结构上高度保守的蛋白质。有机体在应激条件下,为克服压力会诱导其表达,因此,热休克蛋白又被称为应激蛋白。作为进化上最保守的蛋白质之一,热休克蛋白70 (heat shock protein 70, Hsp70)是生物细胞中含量最高的一种热休克蛋白,可诱导性最强,具有多种生物学功能,因此,又被称为主要热休克蛋白。由于蛋白质是细胞重要成分之一,几乎涉及所有的生物学过程,Hsp70家族成员控制着细胞蛋白质稳态的所有方面,因此,Hsp70一直是科学研究的热点之一。该文概括了近年来Hsp70的生物学功能和作用机制研究进展,并对该领域的研究进行了展望。     

植物类甜蛋白基因家族研究进展

类甜蛋白(Thaumatin-like proteins,TLPs)在植物对抗胁迫过程中发挥重要作用。该家族属多基因家族,蛋白分子量较小,具有典型的thaumatin结构域,且高度保守;典型的TLP蛋白由16个半胱氨酸残基对形成8个二硫键,三维解析结构具有功能域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ 3个保守功能域,表面具有“V”形酸性裂缝,保证了蛋白的催化功能;多数物种TLP蛋白归为10个聚类组,各组发生了不均衡扩增;TLP蛋白具有抗真菌、葡聚糖酶、过敏原等活性,能被激素、逆境胁迫等多种信号诱导表达,能被生物或非生物因子诱导表达,广泛参与了植物生长发育、抵御胁迫等多项生命进程,在植物先天免疫中发挥作用。通过基因工程手段,越来越多具有抗真菌潜力的TLP家族基因被用于提高植物抗病性。从类甜蛋白结构、进化、生物学功能及其应用等方面对近期研究成果进行了综述,以期为后续研究提供参考。     

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。     

韭菜迟眼蕈蚊热休克蛋白BoHsp70的克隆及热胁迫下的表达分析

[目的]本研究旨在克隆韭菜眼蕈蚊Bradysia odoriphaga热休克蛋白Hsp70基因,并对其进行序列和表达模式分析,以及探讨该基因在韭菜迟眼蕈蚊生长发育及响应温度胁迫方面的作用.[方法]选择韭菜迟眼蕈蚊温度转录组中高温下表达上调的Hsp70序列,设计其基因引物扩增序列,构建qRT-PCR检测体系分析该虫在短时高温热激(30、32、34和36℃;1、2、4、6、8、10和12 h)和高温热激后不同恢复时间(25℃;1 h、2 h)下的Hsp70表达谱.[结果]获得韭菜迟眼蕈蚊Hsp70基因cDNA全长序列并命名为BoHp70(GeneBank登录号:MW250640),包含1 971 bp的开放阅读框,编码656个氨基酸,具有真核生物Hsp70基因家族的3个保守序列,同时在C-末端具有KDEL序列,推测其属于内质网型热休克蛋白.BLAST分析和氨基酸序列系统发育分析结果显示,韭菜迟眼蕈蚊与双翅目蝇类昆虫Hsp70聚类为一个分支.BoHsp70在韭菜迟眼蕈蚊体内不同发育阶段中都有表达,雄成虫体内的表达量高于雌成虫,且在雌雄成虫头部表达量的差异显著.高温胁迫可诱导BoHsp70表达,并在诱导1-2 h内达到最高水平.在30、32和34℃热激条件下随热激时间的增加,BoHsp70表达量呈下降趋势,而在36℃热激下, BoHsp70表达水平不变.韭菜迟眼蕈蚊在解除高温热激后,BoHsp70表达水平随着恢复时间的增长而下降.[结论]韭菜迟眼蕈蚊可以通过调节体内Hsp70的表达来应对不良的环境温度.     

番茄热激蛋白90的全基因组鉴定及分析

热激蛋白90(Heat shock protein 90,Hsp90)是植物应对不良环境胁迫产生的一类特定的抗逆蛋白。文章以番茄(Solanum lycopersicum L.)基因组数据为平台,借助生物信息学方法对Hsp90基因家族进行鉴定与分析。结果表明,番茄至少含有7个Hsp90基因,不均匀分布在6条染色体上,氨基酸序列长度为267~794aa,内含子数目为2~19;共线性分析发现两对基因(Hsp90-1和Hsp90-3,Hsp90-5和Hsp90-7)以片段重复形式存在。MEME(Multiple Em for Motif Elicitation)分析显示,番茄Hsp90基因编码的氨基酸序列具有多个保守基序;聚类分析揭示番茄、水稻(Oryza sativa L.)和拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)Hsp90基因可以分为5组,存在3对直系同源基因和4对旁系同源基因;基于RNA-seq数据库表达分析发现,3个基因(Hsp90-5、Hsp90-6和Hsp90-7)在营养器官和生殖器官中表达量较高,4个基因(Hsp90-1、Hsp90-2、Hsp90-3和Hsp90-4)除在番茄转色后10 d的果实中表达量较高外,其余组织中表达量均较低;对Hsp90基因启动子序列进行分析,发现了多个参与植物对逆境胁迫的顺式作用元件,如HSE、CCAAT-box。此外,qRT-PCR检测结果表明,在叶片热胁迫条件下,番茄Hsp90基因的表达量均存在增强趋势,表明这些基因参与了番茄叶片应对高温胁迫的反应。研究结果为鉴定番茄Hsp90基因的功能和进化起源奠定了基础。     

Hsp70在病毒复制中的作用

热休克蛋白70(Heat shock protein 70, Hsp70)是一种在进化上高度保守的分子伴侣蛋白,参与蛋白质的合成、折叠、组装及降解等过程,还参与细胞抗逆境胁迫的响应,对细胞蛋白内稳态（Protein homeostasis）的维持和生物体健康具有重要作用。研究表明,Hsp70对病毒的感染和复制也发挥重要作用。本文就Hsp70的结构、Hsp70对病毒复制的促进及抑制作用进行综述,以期更深入地阐明Hsp70发挥作用的分子机制并为寻找以Hsp70为靶点的抗病毒药物提供新的理论依据及思路。     

热激转录因子在植物抗非生物胁迫中的功能研究进展

植物在遭受环境胁迫时会产生一系列应激反应,而热激转录因子可通过介导热激蛋白或其他热诱导基因的转录和表达,来参与调控植物抵抗逆境胁迫过程和其他生命活动。主要介绍了植物热激转录因子的基本蛋白结构域,阐述了3类热激转录因子在抗极端温度（高温、低温）胁迫、干旱胁迫、高盐胁迫、活性氧胁迫中的功能与作用机制,并探讨和展望了植物热激转录因子在植物育种和提高植物抗逆性的研究中的发展与应用前景,以期为深入研究热激转录因子在调控植物抵抗逆境胁迫中的生物学功能与机制提供理论参考。     

植物HSP70蛋白家族分子进化特征及其表达模式分析

植物热激蛋白HSP70(heat shock protein 70)与植物抗逆性具有密切的关系,对其深入研究将有助于揭示植物的抗逆生理过程,从而为生产上降低逆境对植物的伤害提供重要的实践指导意义。目前,在模式植物拟南芥和水稻中,HSP70蛋白家族的遗传学和生化功能研究被广泛关注,但该基因家族植物中的系统分子进化、表达模式以及功能预测方面的研究仍不完善。本研究通过收集和整理拟南芥和水稻中所有的HSP70基因序列、基因结构和染色体定位等信息,对比分析了拟南芥和水稻中HSP70家族在分子进化方面的差异;同时,从转录水平上初步分析和阐明该家族基因在植物不同组织部位和不同发育时期的表达差异和功能分化。此外,本研究还围绕花药发育的过程,细致分析了HSP70家族基因的表达变化,推测该家族在花药不同时期可能所扮演的角色。本研究为全面理解HSP70家族在单子叶和双子叶植物中的功能异同分化、以及其参与植物生殖发育过程的功能研究提供重要的科学依据。     

热激蛋白70研究进展

热激蛋白70（HSP70）是广泛存在且高度保守的蛋白,作为伴侣分子能够促进蛋白折叠;HSP70可以通过阻止细胞色素c从线粒体释放,与凋亡诱导因子结合使其不能入核,或者抑制JNK激酶活性调节细胞凋亡;HSP70可以调节细胞周期进程,促进细胞生长,阻止细胞衰老;免疫功能研究表明HSP70是有效的免疫佐剂,可激发抗原特异性的CTL反应,同时细胞外HSP70和膜结合HSP70可激发非特异性免疫反应。     

植物热激蛋白的研究进展及其应用

热激蛋白是一组在进化上高度保守的蛋白质,是生物体受环境胁迫时产生应激反应,降低正常基因的表达,并启动热激基因而产生的一种特殊蛋白质,能使机体抵御不良的环境。本文综述了植物热激蛋白的种类、特点、诱导合成、细胞定位及其在生命科学研究中的应用。     

植物热激蛋白70的分子作用机理及其利用研究进展

热激蛋白70（heat shock protein 70,HSP70）广泛参与胁迫环境的响应,在诱发人体肿瘤细胞凋亡,增强肿瘤的免疫原性中起着重要作用。然而,植物HSP70的生理功能研究起步较晚,最近的研究发现植物HSP70在细胞内主要参与新生肽的折叠与成熟、损伤蛋白的降解和蛋白运输;植物HSP70在非生物胁迫环境的应答、抗病性及植物发育中起着重要作用。本文从分子生物学角度,系统综述了植物HSP70分子作用机理研究的进展,以及在提高植物抗逆性方面的作用,以期为基因工程方法改良作物抗性提供参考。     

葡萄糖调节蛋白75的研究进展

葡萄糖调节蛋白75(Grp75)是高度保守的热激蛋白家族中的一员,在细胞内主要行使伴侣蛋白的功能,帮助未折叠或错误折叠蛋白质进行正确的折叠,还与细胞内多个因子结合,参与细胞内多个重要的生物学过程。现就Grp75的基因定位、蛋白质分布和功能以及临床研究展开本综述。     

BURP蛋白家族与植物对非生物胁迫的响应

BURP蛋白家族是由一组在C-端含保守的BURP结构域的蛋白质组成,为植物界所特有。这类蛋白质在植物中普遍存在,参与植物的多种生物学过程,并在植物对胁迫的响应过程中起重要作用。该文在简要介绍了BURP蛋白结构特点及分类的基础上,对非生物胁迫下BURP蛋白基因的表达模式、BURP蛋白的细胞定位、功能及与植物耐受非生物胁迫的关系进行了综述。