植物MAP激酶级联途径研究进展

MAP激酶(促分裂原活化蛋白激酶)级联途径可以将不同的细胞膜感受器与细胞应答联系起来,响应各种生物以及非生物胁迫,在植物激素信号以及细胞分裂和发育过程中发挥着重要的作用.为有效地传递各种特异信号,MAP激酶级联相互交叉形成复杂的信号传递网络.近年来,随着功能获得型突变体、功能缺失型突变体的获得以及其它一些新技术的应用,进一步阐明了MAP激酶级联途径在信号传导过程中的功能和作用.本文主要对植物MAPK级联途径在信号传导过程中交叉串通以及复杂性的最新研究结果进行综述.     

丝裂原活化蛋白激酶激活蛋白激酶(MK)研究进展

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路介导多种重要的细胞生理反应.对下游蛋白激酶的磷酸化是MAPK家族成员发挥生理作用的重要方式.在MAPK的下游存在3个结构上相关的MAPK激活蛋白激酶(MAPKAPKorMK),即MK2,MK3和MK5.在被MAPK激活后,MK可将信号传递至细胞内不同靶标,从而在转录和翻译水平调节基因表达,调控细胞骨架和细胞周期,介导细胞迁移和胚胎发育.最近,在基因敲除研究的基础上,不同MK亚族成员之间的功能区分已经逐渐明晰,使我们对于MK的认识有了长足的进步.     

环境胁迫下植物MAPK多叠级联响应(英文)

Plant mitogen-activated protein kinases(MAPKs) are involved in growth,evelopment and responses to endogenous and environmental cues．which link stimuli that areactivated by external sensors to cellular responses．In Arabidopsis,as amodel,all of MAP kinase genes have been listed and classified．Based on the Arabidopsis MAPK families．a number of MAPk inase genes in other plant species have been recently isolated and classified．Most of the cloned MAPk inase genes can be activated by avariety of stresss timuli including pathogen infection．wounding．temperature,drought．salinity．osmolarity．UV irradiation．ozone and reactive oxygen species．Some tools and strategies are used to investigate their functions and signal pathways under different environmental stresses．indicating complexity and crosstalk of plant MAPk inase signaling pathways．It is still necessary to explore more novel tools and strategies to clarify MAPK signaling pathways,and how to apply the MAPK cascade to improve the resistance of crop to abiotic and biotic stress     

NO是植物应激反应的信号分子

根据NO的性质和可能的产生途径,略述了生物胁迫(病原菌侵害)和干旱胁迫、盐胁迫、极端温度、机械损伤、臭氧和紫外辐射等各种非生物胁迫信号与NO信号分子的偶联及其信号的级联途径,概括了NO可能介导的生物过程,讨论了NO通过其下游信号过程对与细胞的生理影响以及该下游信号过程所涉及到的cGMP、cADPR的产生和NO与其它信号分子(ROS、SA、ABA等)的协同作用,表明胁迫诱导的NO爆发是激发、启动和装备植物细胞的重要信号级联环节,这个环节能使植物细胞处于应激状态,并迅速作出反应,形成一系列适应机制。     

植物蛋白激酶研究进展

蛋白激酶是一类磷酸转移酶,其在细胞信号转导过程中起到较为重要作用.目前,在不同植物中分离了各种蛋白激酶基因.相关研究报道表明,这一类蛋白酶基因参与了植物的抗逆性、生长发育以及信号转导等一系列生命活动进程.着重从植物蛋白激酶分类、结构及其功能研究几个方面进行综述.     

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。     

植物蛋白激酶介导的非生物胁迫和激素信号转导途径的研究进展

干旱、盐渍、低温和高温等非生物胁迫严重影响植物的生长发育和作物的产量。在长期的进化过程中,植物逐渐形成了对外部刺激快速感知和主动适应的能力,其中植物体内逆境信号的传递在植物快速感知外部刺激和主动适应非生物胁迫过程中起着非常重要的作用。蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的蛋白质磷酸化和去磷酸化是植物体内存在的最普遍且最重要的信号转导调节方式。其中,蛋白激酶的主要作用是将ATP或GTP上的γ磷酸基团转移到特定的底物蛋白上,使蛋白磷酸化,被磷酸化的蛋白发挥相应的生理功能。近年来,利用生物技术和基因工程等手段从细胞、分子水平上研究有关蛋白激酶的抗逆机理,通过基因沉默、基因过表达等策略提高植物的抗逆性成为国内外抗逆分子生物学与分子育种学研究的热点。本文主要对植物蛋白激酶在介导非生物胁迫和激素信号通路中的作用进行综述,为进一步研究植物蛋白激酶功能提供有价值的信息。     

促分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)信号传导通路的研究进展

MAPK信号传导通路在真核生物细胞的生化和分化、细胞周期调节和细胞凋亡过程中发挥着重要的作用。生物化学研究和分子生物学鉴定表明：在酵母和哺乳动物细胞中MAPK信号传导通路都有一个保守的三组分激活模件,该模件内的激酶引发了一系列的磷酸化级联反应。了解MAPK信号传导通路的组成部分、调控方式和作用机制,有助于对因信号传导通路的调节失控而引起的疾病进行预防和治疗。     

高渗透压甘油信号转导途径

高渗透压甘油(HOG)途径是经典的MAPK级联系统之一,对酵母细胞在高渗透压条件下的生长是必需的。阐述了HOG信号途径的研究进展及其各组分在HOG途径中的调节作用和功能。对真核细胞研究模型酵母菌感受高渗透压环境的胞内信号转导机制的研究,为人们深入了解哺乳动物和植物细胞如何应对环境胁迫打下了基础。     

Context Specificity of Stress-activated Mitogen-activated Protein (MAP) Kinase Signaling: The Story as Told by Caenorhabditis elegans

Stress-associated p38 and JNK mitogen-activated protein (MAP) kinase signaling cascades trigger specific cellular responses and are involved in multiple disease states. At the root of MAP kinase signaling complexity is the differential use of common components on a context-specific basis. The roundworm Caenorhabditis elegans was developed as a system to study genes required for development and nervous system function. The powerful genetics of C. elegans in combination with molecular and cellular dissections has led to a greater understanding of how p38 and JNK signaling affects many biological processes under normal and stress conditions. This review focuses on the studies revealing context specificity of different stress-activated MAPK components in C. elegans.     

环境胁迫下植物MAPK多叠级联响应

植物MAP(mitogen-activated protein)激酶涉及植物的生长发育、对内源和外界环境刺激的反应.MAP激酶能将胞外感受器引起的刺激传递到胞内引起细胞的反应.拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为模式植物,其全部的MAP激酶已经列出并进行了分类.根据已分类的拟南芥MAP激酶家族,已经分离出大量的MAP激酶基因,并将它们进行分类,发现它们大多能被包括病原、创伤、温度、干旱、盐、渗透、紫外线辐射、臭氧和活性氧等胁迫刺激激活.通过研究在不同环境胁迫下的功能和信号路径,发现植物MAP激酶信号传递系统是复杂且相互交错的.需要开发一些新的工具和策略去阐明MAPK信号传递路径,以及如何利用MAPK系统去改善农作物对生物和非生物胁迫的抗性.     

PTP及其在植物MAPK途径中的作用

蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatases,PTPs）是一个结构多样的磷酸酶家族,含有高度保守的催化结构域。在植物体内,PTP主要的靶蛋白是促细胞分裂剂激活性蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）。MAPK级联途径参与有机体的发育、细胞增殖、激素调节以及逆境胁迫的信号转导,PTP在MAPK级联途径中主要起负调控作用。本文就PTP的结构和功能、MAPK在植物中的作用及PTP在MAPK级联途径中的功能进行综述,并着重介绍PTP在拟南芥中的研究进展。     

Rice Mitogen-activated Protein Kinase Gene Family and Its Role in Biotic and Abiotic Stress Response

The mitogen-activated protein kinase （MAPK） cascade is an important signaling module that transduces extracellular stimuli into intracellular responses in eukaryotic organisms. An increasing body of evidence has shown that the MAPK-mediated cellular signaling is crucial to plant growth and development, as well as biotic and abiotic stress responses. To date, a total of 17 MAPK genes have been Identified from the rice genome. Expression profiling, biochemical characterization and/or functional analysis were carried out with many members of the rice MAPK gene family, especially those associated with biotic and abiotic stress responses. In this review, the phylogenetic relationship and classification of rice MAPK genes are discussed to facilitate a simple nomenclature and standard annotation of the rice MAPK gene family. Functional data relating to biotic and abiotic stress responses are reviewed for each MAPK group and show that despite overlapping in functionality, there is a certain level of functional specificity among different rice MAP kinases. The future challenges are to functionally characterize each MAPK, to identify their downstream substrates and upstream kinases, and to genetically manipulate the MAPK signaling pathway in rice crops for the Improvement of agronomically important traits.     

促分裂原活化蛋白激酶磷酸酶

促分裂原活化蛋白激酶磷酸酶（mitogen-activated protein kinase phosphatases,MKPs）是一类丝／苏氨酸和酪氨酸双特异性的磷酸酶。它在细胞分化、增殖和基因表达过程中起着重要的作用。MKPs可以选择性地结合促分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）,对MAPK进行去磷酸化,从而调节MAPK信号通路的活性。另一方面,MAPK也可以激活MKPs,它们的相互作用确保了细胞内信号的精确传递,并参与细胞功能的调节。