内容简介
中文摘要:
蛋白磷酸酶是蛋白质可逆磷酸化过程中2个关键酶之一,蛋白磷酸酶2C(proteinphosphatase2C,PP2C)是蛋白磷酸酶的重要成员。PP2C是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,可以调控真核生物细胞生命活动。PP2C成员主要参与激素信号转导途径,尤其可作为脱落酸信号途径的关键调节因子,能响应各种生物和非生物胁迫,在器官发育和种子萌发等方面也具有重要的促进作用。在不同的植物中也发现了越来越多的PP2C成员,该酶在不同的植物、不同的生长环境以及不同的生理活动中均有不同的调控方式,这也是目前及今后对PP2C成员的研究方向。本文主要介绍了植物PP2C家族的结构特点、亚细胞定位及其在生长发育、激素信号转导、逆境胁迫方面的研究现状,以及在提高植物生物产量、促进果实发育等方面的新进展。
关键词:
蛋白磷酸酶2C;植物生长发育;激素信号转导;胁迫响应
作者及单位:
陈耘蕊,毛志君,李兆伟,范凯*
(福建农林大学农学院,作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室,福州)
通信作者简介:
范凯,福建农林大学硕士生导师,博士,目前主要从事植物叶片衰老调控机制研究以及生物数据分析。
本文引用格式:
陈耘蕊,毛志君,李兆伟,范凯.植物蛋白磷酸酶2C结构和功能的研究现状与进展.浙江大学学报(农业与生命科学版)[J].,47(1):11-20.doi:10./j.issn.-..05.
CHENYunrui,MAOZhijun,LIZhaowei,FANKai.Researchstatusandprogressinstructureandfunctionofproteinphosphatase2Cinplants.JournalofZhejiangUniversity(AgricultureLifeSciences)[J].,47(1):11-20.
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本文精要导读:
蛋白质可逆磷酸化是生物体内一种普遍的调节方式,主要通过蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化完成蛋白质磷酸化和去磷酸化过程,其中,蛋白激酶可以催化蛋白质磷酸化过程,而蛋白磷酸酶可以催化已经磷酸化的蛋白质去磷酸化。在生命活动过程中,蛋白磷酸酶和蛋白激酶主要通过蛋白质可逆磷酸化调控蛋白质的活性与功能,最终激活或抑制相应酶的活性,进而直接或间接影响诸如细胞周期、激素响应以及代谢调控等几乎所有的生命活动过程。
根据底物特异性,蛋白磷酸酶可以分为3大类:丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(serine/threonineproteinphosphatases,STPs)、酪氨酸蛋白磷酸酶(tyrosineproteinphosphatases,PTPs)和双重特异性蛋白磷酸酶(dual-specificityproteinphosphatases,DSPTPs)
……
目前,在很多植物中发现了蛋白激酶,如玉米、拟南芥、豌豆、小麦和水稻等,并且这些蛋白激酶的磷酸化过程已经被证实参与到许多信号调节活动中,包括光、高盐、激素、干旱、营养匮乏、低温分子应答以及生物胁迫等,一些植物的新陈代谢和酶的调节,也存在可逆磷酸化过程。根据其磷酸化底物蛋白的氨基酸残基种类,可将它们分为5类:丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、酪氨酸蛋白激酶、组氨酸/赖氨酸/精氨酸蛋白激酶、半胱氨酸蛋白激酶、天冬氨酰基/谷氨酰基蛋白激酶。
……
PP2C成员广泛参与植物对逆境胁迫的响应调控,且涉及的物种众多,参与的反应过程复杂多样。PP2C成员通过对逆境胁迫响应可间接调控植物的生长发育过程,对种子的休眠萌发、器官发育、果实成熟等都具有调控作用。
部分图表:
小结:
PP2C蛋白酶在植物中具有多种表达模式和亚细胞定位,可广泛作用于植物发育的各个阶段和各个部位,以及应对各种生物和非生物胁迫。目前,仍然有大量的植物PP2C成员未被发掘研究,也有众多问题值得去探讨。例如:PP2C在ABA调控中的作用网络如何构建;除PP2C家族A亚家族外,其他亚家族还具有哪些共同作用。而随着生物工程技术的发展,各项生物技术越来越完善,为探究PP2C成员的高级结构、功能多样性、作用底物以及调控机制等各方面的研究提供了技术支持,可为解决一系列农业相关问题提供可行方案。
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