高等植物的光系统Ⅱ蛋白磷酸化机制及其对环境胁迫的响应

高等植物的光系统Ⅱ蛋白在环境胁迫,尤其是强光和高温胁迫时会发生可逆磷酸化。本文介绍环境调节下的高等植物光系统Ⅱ蛋白D1、LHCⅡ、CP29及TSP9的可逆磷酸化研究进展,并讨论了这种蛋白磷酸化与光系统Ⅱ蛋白复合物在类囊体膜上的迁移和组装之间的关系。     

低温对水稻类囊体膜蛋白磷酸化及光合机构光能分配的影响

研究了低温胁迫对水稻类囊体膜蛋白磷酸化和光能分配的影响。类囊体膜蛋白组分的SDS-PAGE和免疫印迹分析结果显示,低温弱光条件下光系统Ⅱ(PSⅡ)功能蛋白的稳态水平均有所降低。低温(77K)荧光分析表明,低温处理后类囊体膜光能吸收明显下降,而且FPSⅡ/FPSⅠ的比值均较对照组下降,表明低温弱光条件下有更多的激发能被分配到PSⅠ。低温处理同时还改变了类囊体膜蛋白磷酸化水平,捕光天线LHCⅡ蛋白中lhcb1的磷酸化水平明显降低,lhcb2的磷酸化水平增加,进一步证实lhcb2向PSⅠ移动,改变光能分配。PSⅡ反应中心D1、D2蛋白和核心天线CP43的磷酸化水平增高,有利于PSⅡ二聚体的稳定。     

氯霉素处理对拟南芥STN7和STN8基因表达的影响

本实验运用多肽抗体、磷酸化抗体和半定量RT-PCR技术,研究了叶绿体蛋白合成抑制剂--氯霉素(CAP)处理对拟南芥叶片在生长光强下LHCⅡ蛋白与PSⅡ核心蛋白的磷酸化、STN7和STN8基因在mRNA水平和蛋白水平的变化.结果显示:与对照相比,CAP处理叶片在生长光强下STN7基因表达的mRNA水平减少,类囊体膜上酶蛋白含量较低,LHCⅡ蛋白磷酸化水平也较低;而STN8基因表达的mRNA水平增加,类囊体膜上酶蛋白含量增加了1倍,与PSⅡ核心蛋白中D1、D2和CP43的磷酸化水平较高相吻合.研究表明,氯霉素抑制叶绿体蛋白合成后并影响核基因STN7和STN8的表达.     

分裂泛素化酵母双杂交系统研究光合膜蛋白相互作用

光合类囊体膜主要由光系统Ⅱ、细胞色素b6f复合物、光系统Ⅰ以及ATP合酶4个超分子复合物组成.利用分裂泛素化酵母双杂交系统研究光合类囊体膜蛋白间的相互作用.将叶绿体psbA基因编码的D1蛋白作为诱饵蛋白,以叶绿体基因psbD编码的D2蛋白、petB编码的Cytb6蛋白作为靶蛋白,分别共转化酵母菌株后进行相互作用分析.实验结果表明,诱饵蛋白D1能与来源于同一复合物光系统Ⅱ的D2蛋白发生相互作用,而与来源于细胞色素b6f复合物的Cytb6蛋白没有互作.这一结果表明,分裂泛素化酵母双杂交系统可以用于检测光合膜蛋白间的相互作用,从而为研究光合膜蛋白生物发生的调控机理提供一个有效的工具.     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响

为了研究水杨酸（SA）对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D₁蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响,用0.5 mmol·L^-1 SA溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光（35 ℃,1 600 μmol·m^-2·s^-1）处理,测定胁迫处理过程中小麦旗叶光合电子传递速率、净光合速率、叶绿素荧光参数及D₁蛋白的变化.结果表明：SA预处理有效抑制了高温强光下D₁蛋白的净降解,保持了较高的D₁蛋白磷酸化水平、全链电子传递速率和PSⅡ电子传递速率,维持了较高的PSⅡ原初光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、光化学淬灭系数（q_P）和净光合速率（P_n）.表明外源SA通过调节小麦叶绿体D₁蛋白的周转,减轻了高温强光胁迫对叶片光合机构的损伤,有利于PSⅡ的正常运转.     

烟草花叶病毒蚕豆株系基因组全序列 分析及结构特征*1)

根据已报道的TMV-U1株系核苷酸序列合成引物,利用RT-PCR技术获得了覆盖整个烟草花叶病毒蚕豆株系（TMV-B）基因组的cDNA重组克隆.结合末端测序技术,完成了TMV-B全基因组序列测定.TMV-B全基因组共有6 395个核苷酸组成,包括4个开读框（ORF）,分别编码126 ku（含1 116个氨基酸）、183 ku（含1 616个氨基酸）、30 ku（含268个氨基酸）和17.5 ku蛋白（含159个氨基酸）.TMV-B与TMV-U1相比全基因组同源率达99.4%,两病毒基因组5′,3′非编码区和CP基因完全相同.TMV-B与TMV-U1之间在126 ku蛋白中有6个氨基酸差异,54 ku蛋白中有2个差异,30 ku蛋白中有3个差异.对导致TMV-B侵染蚕豆的可能致病机理进行了分析.     

外源Ca2+对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响

用10 mmol·L^-1 CaCl₂溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光（35 ℃,1600 μmol·m^-2·s^-1）胁迫,测定胁迫处理过程中小麦旗叶光合电子传递速率、净光合速率、叶绿素荧光参数及D₁蛋白的变化,以研究外源Ca²⁺对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D₁蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响.结果表明：CaCl₂溶液预处理使小麦叶片在高温强光逆境下PSⅡ反应中心发生可逆失活,有效抑制了高温强光下D₁蛋白的净降解,保持了较高的D₁蛋白磷酸化水平,暗恢复后PSⅡ反应中心活性迅速恢复,全链电子传递速率和PSⅡ电子传递速率恢复至对照水平,维持了较高的PSⅡ原初光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、光化学猝灭系数（q_P）和净光合速率（P_n）.表明外源Ca²⁺通过调节小麦叶绿体D₁蛋白的周转,促进了PSⅡ的正常运转,减轻了高温强光胁迫对叶片光合机构的损伤.     

草菇乙酰木聚糖酯酶的生物信息学分析

以草菇（Volvariella volvacea）乙酰木聚糖酯酶AXE、AXEII为研究对象,采用生物信息学方法对其核苷酸及编码的蛋白氨基酸序列、组成成分、信号肽、跨膜结构域、疏水性/亲水性、蛋白质三级结构等进行预测和分析,并构建了乙酰木聚糖酯酶蛋白家族的系统进化树。结果表明,草菇的AXE蛋白由349个氨基酸残基组成,编码蛋白质的分子量为37.55 ku,等电点为8.58,属稳定性蛋白质。AXEII由253个氨基酸残基组成,编码蛋白质的分子量为27.70 ku,等电点为5.82,属稳定性蛋白质。两者均为亲水性蛋白,存在信号肽,AXE与AXEII的潜在磷酸化位点总数分别为15个和11个。草菇的AXE与灰盖鬼伞（Coprinopsis cinerea）亲缘关系较近,AXEII与裂褶菌（Schizophyllum commune）亲缘关系较近。     

类囊体膜蛋白质磷酸酶的研究进展

光合作用是地球上最重要的生命活动过程之一。近年来,围绕着光合机构运转的调节和控制问题,对叶绿体类囊体膜蛋白质的可逆磷酸化进行了广泛研究,发现类囊体膜蛋白质的磷酸化和去磷酸化是调控光合机构运转的步骤之一。现在已知,多种叶绿体类囊体收稿日期：１９９９－０６－２５作者简介：邹永龙（１９７４～）,男,博士生;王国强（１９３９～）,男,研究员。膜蛋白质都能进行可逆的磷酸化,这一反应参与了调节光合电子传递、光状态Ⅰ和状态Ⅱ的转换和编码光合机构的基因表达等。目前,研究人员将研究重点集中在捕光色素复合物Ⅱ（ＬＨ…     

百脉根Rac1蛋白多克隆抗体的制备与应用

Rop基因在豆科植物与根瘤菌共生互作过程中发挥重要作用。该研究以模式豆科植物百脉根根系cDNA为模板,扩增得到百脉根的1个Rop基因（Rac1）,将其连接到原核表达载体pET28a,转化获得Rac1基因的大肠杆菌BL21（DE3）工程菌。优化Rac1蛋白诱导表达条件,亲和吸附法纯化蛋白,制备Rac1多克隆抗体,并应用该抗体检测Rac1过表达转基因植株中Rac1蛋白的表达水平。结果显示：（1）经双酶切和测序鉴定,成功构建pET28a Rac1原核表达载体。（2）Rac1蛋白的最佳诱导表达条件为：IPTG浓度0.1 mmol/L、温度20 ℃、时间6 h,重组蛋白以可溶形式高效表达;纯化的Rac1蛋白经SDS PAGE检测,目的条带大小为25 kD左右,且条带清晰、单一无杂带。（3）Western blotting显示,制备的多克隆抗体能特异识别其对应的抗原,且效价较高。（4）通过农杆菌介导的毛根转化法获得Rac1过表达植株的阳性毛根,提取阳性毛根总蛋白,Western blotting分析显示过表达植株中Rac1蛋白表达量显著高于空载体对照,从翻译水平证实过表达载体构建的有效性。该研究制备的Rac1多克隆抗体能够高效特异地检测来源于百脉根体内的Rac1蛋白,这将为进一步开展Rac1在共生信号转导途径中的生物学功能研究提供有利工具。