植物G蛋白偶联受体及其在信号转导中的作用

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)是具有7个跨膜螺旋的蛋白质受体,是人体内最大的蛋白质超家族.GPCRs能调控细胞周期,参与多种植物信号通路以及影响一系列的代谢和分化活动.简要介绍了GPCR和G蛋白介导的信号转导机制,GPCRs的结构和植物GPCR及其在植物跨膜信号转导中的作用,并对GPCR的信号转导机制及植物抗病反应分子机制的研究提出展望.     

细胞分裂素信号转导研究进展

对应用突变体研究细胞分裂素信号转导、细胞分裂素受体以及参与细胞分裂素信号转导相关的蛋白质作了简要介绍;并且对细胞分裂素信号途径进行了推测：细胞分裂素被受体（CKI1、IBC6或者GCR1）接受后,经传导系统转化形成特定的信息,一方面可能调节基因的表达,从而可能调节受体水平,导致细胞对细胞分裂素浓度应答范围发生改变,另外,基因表达使细胞产生相关的生理反应;另一方面形成的特定信息可能激活MAPK级联途径（mitogen-activated protein kinase cascade）,导致细胞产生相关的生理反应。     

细胞分裂素信号转导研究进展

对应用突变体研究细胞分裂素信号转导、细胞分裂素受体以及参与细胞分裂素信号转导相关的蛋白质作了简要介绍 ;并且对细胞分裂素信号途径进行了推测 :细胞分裂素被受体 (CKI1、IBC6或者GCR1 )接受后 ,经传导系统转化形成特定的信息 ,一方面可能调节基因的表达 ,从而可能调节受体水平 ,导致细胞对细胞分裂素浓度应答范围发生改变 ,另外 ,基因表达使细胞产生相关的生理反应 ;另一方面形成的特定信息可能激活MAPK级联途径 (mitogen_activatedproteinkinasecascade) ,导致细胞产生相关的生理反应。     

G蛋白偶联受体的双聚化及其对受体介导信号转导的影响

近年来发现一些G蛋白偶联受体（GPCR）能在细胞膜上形成同源或异源双聚体,并证实受体的双聚化为一些有重要生理功能的GPCR在细胞膜上的表达和信号转导的启动所必需,进一步研究表明,一些GPCR的双聚化不仅可以改变受体与配体结合的特异性和亲和力,而且影响GPCR介导的信号转导的调控,这些结果提示,GPCR之间以及GPCR与其它蛋白在细胞膜上的相互作用是调控GPCR转导信号的一个新途径。     

GCR1和GCR2在N-酰基高丝氨酸内酯调节拟南芥根生长中的作用

N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）是革兰氏阴性细菌群体感应的信号分子。培养基中添加1μmol·L-13OC6-HSL和10μmol·L-13OC8-HSL可显著促进野生型拟南芥主根生长,但拟南芥G蛋白偶联受体GCR1和GCR2基因缺失突变体gcr1-1和gcr2-2对AHLs处理不敏感;实时荧光定量PCR分析显示,这2种AHLs的处理可以使拟南芥GCR1和GCR2基因表达量上调2～4倍。结果表明,G蛋白偶联受体GCR1和GCR2可能参与植物感应细菌信号进而做出根生长响应的信号转导。     

脱落酸的信号转导途径

脱落酸（ABA）是一种重要的植物激素,参与了种子萌发、气孔关闭及植物抗逆等多种生理过程。最新研究鉴定了ABA的三种类型受体,即FCA、CHLH和GCR2,特别是GCR2介导的信号转导（包括G蛋白偶联受体、G蛋白、相关靶酶等）研究取得重大突破,使人们对ABA的作用机制有了全面理解,从而为农业应用奠定了坚实基础。     

植物PP2C蛋白磷酸酶ABA信号转导及逆境胁迫调控机制研究进展

蛋白磷酸酶(protein phosphatase,PP)是蛋白质可逆磷酸化调节机制中的关键酶,而PP2C磷酸酶是一类丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶,是高等植物中最大的蛋白磷酸酶家族,包含76个家族成员,广泛存在于生物体中。迄今为止,在植物体内已经发现了4种PP2C蛋白磷酸酶。蛋白激酶和蛋白磷酸酶协同催化蛋白质可逆磷酸化,在植物体内信号转导和生理代谢中起着重要的调节作用,蛋白质的磷酸化几乎存在于所有的信号转导途径中。大量研究表明,PP2Cs参与多条信号转导途径,包括PP2C参与ABA调控,对干旱、低温、高盐等逆境胁迫的响应,参与植物创伤和种子休眠或萌发等信号途径,其调控机制不同,但酶催化活性都依赖于Mg2+或Mn2+的浓度。植物PP2C蛋白的C端催化结构域高度保守,而N端功能各异。文中还综述了高等植物PP2C的分类、结构、ABA受体与PP2Cs蛋白互作、PP2C基因参与ABA信号途径以及其他逆境信号转导途径的研究进展。     

G蛋白偶联受体激酶的调控

G蛋白偶联受体激酶(G protein-coupled receptor kinase,GRK)特异地使活化的G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)发生磷酸化及脱敏化,从而终止后者介导的信号转导通路。研究表明,GRK的功能被高度调控,并具有下行调节GPCR的能力。调控GRK功能的机制包括两个层次：(1)多种途径调控激酶的亚细胞定位及活性,包括GPCR介导、G蛋白偶联、磷脂作用、Ca^2 结合蛋白调控、蛋白激酶C活化、MAPK反馈抑制、小窝蛋白抑制等;(2)调控GRK表达水平,主要体现在其与某些疾病的联系。     

脱落酸受体及其信号转导

扼要介绍RNA结合蛋白FCA、编码Mg离子螯合酶的H亚基ABAR／CHLH和G蛋白偶联受体GCR2三种脱落酸受体的生物化学和分子生物学特性以及受体信号转导途径的研究进展。     

蓝光受体下游信号转导组分的研究进展

为了全面了解蓝光受体信号转导组分及其调节机制的研究进展,着重地阐述了蓝光受体的信号转导组分中的Ca~(2 )、蛋白质的可逆磷酸化、阴离子通道和G蛋白,以及植物如何通过多条信号转导途径调节其形态和发育的变化以适应环境的变化等。     

油菜素甾醇类信号转导受体研究进展

在植物和动物的生长发育过程中,甾醇和肽类激素被广泛地作为信号转导分子来使用。在植物中,油菜素甾醇类（BRs）信号由细胞表面受体激酶BRI1感知,该受体与动物的甾醇受体有明显的区别。对BR信号转导途径中组分的鉴定表明,该途径与其地动物和植物信号转导途径具有类似性。近来的研究证实番茄BRI1（tBRIl）能感知BR和肽类激素系统素。于是,关于受体一配体特异性的分子机制及进化的问题便产生了。本文就目前关于BRs信号转导中受体的研究进展作一综述。     

G蛋白偶联受体突变及其相关疾病

G蛋白偶联受体（GPCR）是最大的蛋白质受体超家族之一,参与调节各种生理过程,在信号识别和转导中起重要作用。GPCR的突变及基因多态性将引发各种疾病,目前已经发现有30多种单基因疾病与此相关。介绍了GPCR功能失调的分子基础,在此基础上对一些GPCR突变以及相关疾病做了综逑,并指出了其治疗意义。     

植物ABA受体及其介导的信号转导通路

ABA是调控植物体生长发育和响应外界应激的重要植物激素之一。近年来, ABA受体的筛选和鉴定取得了突破性进展, 为植物中ABA信号转导通路的阐明奠定了重要基础。该文主要综述了ABA-binding protein/H subunit of Mgchelatase (ABAR/CHLH)、G protein-coupled receptor 2 (GCR2)、GPCR-type G protein 1/2 (GTG1/2)和pyrabactin resistant/PYR-like/regulatory component of ABA (PYR/PYL/RCAR)被报道为ABA受体的研究历程, 重点介绍了以ABAR/CHLH PYR/PYL/RCAR为受体的ABA信号转导通路模型的构建, 旨在为ABA受体及其信号转导通路的相关研究提供参考。     

BAK1调控植物免疫信号识别和转导的分子机制

植物通过类受体激酶感知环境变化,产生相应的信号来调控机体生长发育。BAK1 (BRI1-associated kinase 1)是其中研究最深入的类受体激酶之一。它调控多种生理过程的信号转导,如植物生长发育、细胞死亡和植物免疫等。本文综述了BAK1作为模式识别受体的共受体以及信号转导的调控子,调控免疫信号识别和转导的机理。以期为深入研究BAK1基因家族在植物抗病反应中的作用,阐明植物免疫信号转导途径提供信息。     

高等植物赤霉素代谢及其信号转导通路

赤霉素是一类重要的植物激素,对植物的生长发育,如种子的萌发、茎的延展、叶片的生长、休眠芽的萌发以及植物的花和种子的发育等生理具有重要的调控作用。从1926年被发现至今,阐明了赤霉素代谢机理及调控机制,明确了赤霉素在植物体内的信号转导途径。本文综述了赤霉素的生物合成途径及其平衡的调节;赤霉素受体GID1、DELLA蛋白在赤霉素信号转导途径中的作用及相关研究;泛素介导的DELLA蛋白降解在赤霉素信号转导中的研究进展。     

F-box蛋白在植物生长发育中的功能研究进展

在真核生物中,由泛素介导的蛋白降解途径与植物生长发育密切相关。F-box蛋白家族是一类含有Fbox基序(motif),在泛素介导的蛋白质水解过程中具有底物识别特性的蛋白质家族。目前,从各种植物中已鉴定出大量的F-box蛋白质,这类蛋白质在植物激素的信号转导、光信号转导、自交不亲和以及花器官发育等许多生理过程中都具有重要功能。研究发现F-box蛋白在调控植物生长发育过程中所发挥的功能与其结构及泛素蛋白酶体途径密切相关。     

β-arrestin和信号转导

β-arrestin是一类重要的信号调控蛋白和支架蛋白（scaffold）。在G蛋白偶联受体（G-protein-OOU-piedreceptor,GPCR）信号转导中,β-arrestin不但可以作为GPCR信号的负性调控分子,还能作为支架蛋白促进GPCR对其他信号通路的激活,如有丝分裂原激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）途径。另外β-arrestin还能与转录因子调节蛋白,如IKB和Mdm2相互作用问接调节NF-κB和P53介导的转录。     

G蛋白偶联受体转激活酪氨酸激酶受体机制

G蛋白偶联受体(G-protien coupled receptors,GPCRs)和酪氨酸激酶受体(receptor tyrosine kinases,RTKs)是体内两类重要的受体家族,介导着绝大多数信号事件。GPCRs能够"绑架"RTKs进行信号转导,即GPCRs能够在没有外加RTKs配体的情况下激活RTKs,这种现象称为转激活。作为转激活的核心过程,GPCR调控RTK磷酸化主要采取RTK配体依赖模式和非RTK配体依赖模式。不同的G蛋白亚型、酪氨酸磷酸激酶、酪氨酸磷酸酶(protein-tyrosine phosphatases,PTPs)以及活性氧自由基(reactiveoxygen species,ROS)均在此过程中具有重要作用。GPCR和RTK还能形成信号复合体(signaling complex)从而实现蛋白质之间的动态相互作用。对转激活的研究为GPCR靶点药物开发提供了新思路。     

大豆类钙调磷酸酶B亚基GmCBL1互作候选蛋白的筛选

Ca2+是非生物胁迫信号转导途径中的重要信号分子,植物类钙调磷酸酶B亚基蛋白(CBL,calcineurin B-like proteins)是一类重要的钙信号受体蛋白,主要通过与其他蛋白的特异结合传递信号,使植物形成对非生物胁迫的响应。本实验室已经获得大豆Gm CBL1基因,功能鉴定显示Gm CBL1增强了转基因拟南芥对非生物胁迫的耐性。为了进一步研究Gm CBL1的作用机理,本研究构建诱饵载体p GBKT7::Gm CBL1,利用酵母双杂交技术筛选大豆Gm CBL1的互作蛋白。通过对筛选获得的106个蛋白基因测序和Blast比对分析,并根据其可能的生理功能对这些候选蛋白归类,整理得到4类蛋白:能量代谢相关蛋白、修饰蛋白、防御蛋白、钙信号转导相关蛋白。筛选得到候选蛋白的功能预测初步表明,大豆Gm CBL1参与多条信号途径,为进一步研究探索大豆CBL介导的抗逆信号转导途径奠定了基础。     

人体肝癌细胞系(SMMC-7721)糖皮质激素受体的半衰期

用抑制蛋白质合成的方法,测定了人体肝癌细胞系(SMMC-7721)糖皮质激素受体(GCR)的半衰期。结果显示,在蛋白质合成被抑制79.30±3.69%的情况下,GCR的半衰期为3.5±0.3h,降解速度常数为0.200±0.017h~(-1)。如果正常细胞GCR也具有如此短的半衰期,则提示GCR对内外环境的变化可做出迅速的反应,可能在靶细胞对激素反应的调节中起着活跃的作用。