己糖激酶与植物生长发育

介绍了植物己糖激酶亚细胞定位、酶特性、基因克隆和表达及其在糖信号转导中的作用的最新研究进展。     

植物己糖激酶的信号转导作用

己糖激酶在植物细胞的信号转导中起着重要的作用。近年来,有关植物己糖激酶的研究工作已经较多,受到足够的重视。现对植物己糖激酶的特性、亚细胞定位、编码基因分子特征、感受己糖与信号转导功能、依赖己糖激酶的糖信号转导途径及其调控作用进行介绍。     

顶头孢霉中己糖激酶编码基因Achka的功能研究

己糖激酶在真菌中广泛存在,参与葡萄糖磷酸化等生理过程。本文从头孢菌素产生菌顶头孢霉中克隆并鉴定了一个己糖激酶编码基因,命名为Achka。通过RT‐PCR证明Achka含有4个内含子,其推测的编码蛋白含有484个氨基酸,分子量为53.7k Da。在顶头孢霉中敲除Achka后发现,突变株在以果糖、蔗糖或甘露糖为唯一碳源的培养基上生长受到严重限制。我们在大肠杆菌中异源表达了Achka,并对表达的重组蛋白AcHKA进行了分离纯化。酶学动力学分析表明,AcHKA对果糖的最大反应速率要大于葡萄糖,但是却对葡萄糖有更高的亲和力。上述结果进一步证明AcHKA为己糖激酶,在顶头孢霉体内主要负责果糖、蔗糖和甘露糖等的代谢。     

己糖激酶-Ⅱ与肿瘤的糖代谢

己糖激酶作为糖酵解途径的第一个关键酶,在肿瘤细胞中有高度表达,并使肿瘤细胞表现出高度的糖分解代谢表型。该介绍己糖激酶一Ⅱ基因的组成特点及其在肿瘤细胞中的表达特征等。     

转化酶和己糖激酶调控草莓聚合果内糖积累

以设施栽培的草莓品种‘枥乙女’为试材,用高效液相色谱法分析了果实发育进程中草莓聚合果内不同部位糖含量及相关酶活性的变化。果实成熟过程中草莓聚合果果顶部分含糖量高,中间部位次之,果柄端最低。转化酶活性呈现与糖含量相似的梯度变化。己糖激酶和果糖激酶则表现出与糖梯度相反的变化。上述结果表明,聚合果顶端转化酶活性高,有利于形成蔗糖梯度,从而促进光合产物向果顶端转移;聚合果近果柄端的己糖代谢酶活性高,促进果柄端的己糖消耗,导致果柄端相对低的糖含量。     

枸杞己糖激酶基因LbHXK的克隆及表达分析

该研究以宁夏枸杞‘宁杞1号’果实为材料,利用RT PCR技术, 分离出枸杞己糖激酶基因LbHXK的全长序列(1 494 bp),该基因包含完整开放阅读框ORF,编码498个氨基酸,蛋白质分子量为53.88 kD ,理论等电点5.96; LbHXK基因编码的蛋白具有己糖激酶家族显著的特征,包含一个己糖激酶小亚基 (Gly91~Val228)和一个大亚基结构(Asn229~Asp476),该蛋白三级结构为V型,并且存在一个葡萄糖结合结构域;LbHXK与茄科烟草的同源性最高为93.36%。 实时荧光定量分析发现,LbHXK基因在不同组织均有表达,叶中最高,茎中次之,根中最低,且组织间差异不显著;随着果实发育LbHXK基因表达量呈先升后降的变化趋势,并在色变期(开花后约22 d)达到最高,随后到果实成熟期降至最低,且果实发育前中期显著高于后期。该研究结果为进一步探讨枸杞LbHXK基因的功能奠定了基础。     

小分子代谢物对黑曲霉己糖激酶和丙酮酸激酶的酶活调控

黑曲霉是柠檬酸的工业生产菌株,糖酵解中的3个不可逆反应是柠檬酸积累的重要调控节点,但己糖激酶和丙酮酸激酶的代谢调控研究相对较少,本研究旨在加深对己糖激酶和丙酮酸激酶代谢调控的认识.首先,将黑曲霉己糖激酶和丙酮酸激酶进行内源过表达,经GST亲和层析纯化后重组酶的比酶活分别为(4.86±0.14)U/mg和(1.83±0....     

内源性蛋白酶对人脑己糖激酶N-末端序列水解作用的研究

在人脑己糖激酶Ｎ－末端设计和构建两个突变体,Ｔｙｒ－１０→Ｌｅｕ和Ｐｈｅ－１１→Ｌｅｕ,在大肠杆菌中表达,并且分离纯化,通过对这两个突变体Ｎ－末端起始氨基酸的分析结果显示,它们均失去Ｎ－末端序列,酶切位点类似于糜蛋白酶,     

Dof基因家族调节植物生长发育功能的研究进展

Dof（DNA binding with one finger）蛋白是一类植物特异性转录因子,通常含有200～400个氨基酸和2个主要结构域。该家族成员的N 末端为高度保守的单锌指Dof结构域,具有与DNA和蛋白质相互作用的双重功能,其C末端的氨基酸序列则较为多变,是Dof蛋白重要的特异转录调控结构域。研究表明,Dof蛋白作为转录激活物或阻遏物参与了多方面的植物生长发育过程。随着基因组测序技术的发展,已有大量的Dof基因从植物基因组数据库中鉴定出来。该文对近年来国内外有关Dof基因家族的结构特点、全基因组鉴定、蛋白互作以及生物学功能等方面的研究进展进行综述,以期为Dof转录因子的深入研究提供参考。     

转化酶在高等植物蔗糖代谢中的作用研究进展

蔗糖转化酶在高等植物蔗糖代谢中起着关键的作用。研究表明 ,转化酶参与植物的生长、器官建成、糖分运输、韧皮部卸载及调节库组织糖分构成及水平。近年来关于该酶的生化特性、基因表达与调控以及结构与功能等的研究取得了重要进展。本文介绍了转化酶在植物体内的种类、分布、分子结构特点、生理作用及分子生物学研究进展。     

植物FLOWERING LOCUS T/TERMINAL FLOWER1基因家族的研究进展

植物FLOWERING LOCUS T/TERMINAL FLOWER1(FT/TFL1)基因家族是一个进化上高度保守的基因家族,它在植物的花发育过程中具有重要作用:其成员FT基因编码的蛋白产物是可以长距离转运的成花激素,在花形成过程中起关键作用;另一成员TFL1基因则在花序的形成和维持过程中起重要作用.本文就近年来国内外对植物FT/TFL1基因家族的结构、成员,以及各个成员在花发育转换过程中的功能等研究现状进行综述,并对该基因家族的研究前景提出展望.     

植物Dof基因家族功能研究进展

Dof(DNA-binding with one finger)蛋白是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育过程中起着重要的作用。在其N-末端有一个52氨基酸残基组成的高度保守的C2-C2单锌指结构,称为Dof保守域,能够特异性的识别植物启动子序列中的AAAG/CTTT作用元件,从而激活或抑制植物基因的表达;其C-末端的转录调控结构域,氨基酸序列较为多变,不具有保守性,是Dof蛋白在植物中功能多样性的基础;同时Dof蛋白也具有和蛋白相互作用的功能。在过去的十几年里,大量的Dof基因被克隆鉴定或从基因组数据库中预测出来,Dof蛋白在植物生长发育中的作用也受到更多关注。本文就Dof转录因子的特点,各物种中已经报道的Dof转录因子的数目、系统进化关系和分类及其生物学功能的进展进行了综述。     

Structure, expression, and functional analysis of the hexokinase gene family in rice (Oryza sativa L.)

Hexokinase (HXK) is a dual-function enzyme that both phosphorylates hexose to form hexose 6−phosphate and plays an important role in sugar sensing and signaling. To investigate the roles of hexokinases in rice growth and development, we analyzed rice sequence databases and isolated ten rice hexokinase cDNAs, OsHXK1 (Oryza sativa Hexokinase 1) through OsHXK10. With the exception of the single-exon gene OsHXK1, the OsHXKs all have a highly conserved genomic structure consisting of nine exons and eight introns. Gene expression profiling revealed that OsHXK2 through OsHXK9 are expressed ubiquitously in various organs, whereas OsHXK10 expression is pollen-specific. Sugars induced the expression of three OsHXKs, OsHXK2, OsHXK5, and OsHXK6, in excised leaves, while suppressing OsHXK7 expression in excised leaves and immature seeds. The hexokinase activity of the OsHXKs was confirmed by functional complementation of the hexokinase-deficient yeast strain YSH7.4-3C (hxk1, hxk2, glk1). OsHXK4 was able to complement this mutant only after the chloroplast-transit peptide was removed. The subcellular localization of OsHXK4 and OsHXK7, observed with green fluorescent protein (GFP) fusion constructs, indicated that OsHXK4 is a plastid-stroma-targeted hexokinase while OsHXK7 localizes to the cytosol.Electronic Supplementary Material Supplementary material is available for this article at and is accessible for authorized users.     

文昌鱼肌动蛋白基因家族的扩增(英文)

肌动蛋白是一种分布广泛而且在进化上十分保守的蛋白,是构成细胞骨架的关键组分.肌动蛋白通常被分成肌肉型和胞质型两种类型,各自行使着不同的功能.在此,作者对弗罗里达文昌鱼基因组中的肌动蛋白基因家族进行了系统分析,发现文昌鱼中该基因家族成员多达30多个,其中很多都是连锁分布的.基因结构趋于多样,分别包含2～7个外显子.进化分析的结果显示,文昌鱼的肌动蛋白基因家族可能通过串联重复而发生了扩增.作者还克隆了厦门文昌鱼两个不同的肌肉犁肌动蛋白基因,并比较了它们在文昌鱼早期胚胎中的表达图式.结果显示,这两个基因在表达上有着细微的差别,提示文昌鱼肌动蛋白基因家族成员在功能上的分化.上述结果将有助于阐明肌动蛋白基因家族及其功能在脊索动物中的演化.     

Retention of a Duplicate Gene Through Changes in Subcellular Targeting: An Electron Transport Protein Homologue Localizes to the Golgi

Cytochrome c oxidase (COX), the terminal enzyme complex of the electron transport chain, contains 13 subunits, 3 encoded by mitochondrial DNA and 10 by nuclear. Several of the nuclear subunits, including subunit VIIa, are known to have two tissue- and development-specific isoforms in mammals. A recently identified third member of the gene family, COX7AR, encodes a protein previously thought to function in mitochondria. However, observation of fluorescent pCOX7AR C-terminal fusion proteins in HeLa cells showed that pCOX7AR is localized to the Golgi apparatus. Sequence analyses indicate that the duplication of COX7AR occurred prior to the origin of the Euteleostomi (bony vertebrates) and that pCOX7AR is more highly conserved than the two other isoforms. These results indicate that, after gene duplication and modification of the mitochondrial targeting signal, pCOX7AR was evolutionarily altered to a new and apparently important function in the Golgi. These results also suggest that predictions of function from homology can be misleading and show that specialization and modification of subcellular localization are similar to cis-element subfunctionalization. In cis-element subfunctionalization, complementary null mutations occur to the cis-elements of the descendents of a gene duplication, causing both descendent genes to be obligate. In the process described in this paper, which could be termed subcellular subfunctionalization, complementary null mutations can occur to the subcellular localization signals of the descendants of a gene duplication, causing both descendent genes to be similarly obligate. Noncomplementary null mutations could also uncover an alternate localization, which is the more likely case for pCOX7AR.