模式识别受体的胞内转运及其在植物免疫中的作用
发布时间：2021-11-04 06:22
植物利用细胞表面模式识别受体（PRRs）来感知病原相关分子模式（PAMPs）,进而触发自身的免疫反应（PTI）。在植物免疫过程中,PRRs在细胞内的正确定位对其生理功能的发挥至关重要。PRRs蛋白可以在内质网（ER）上合成,并通过胞吐被分泌到质膜（PM）上。此外, PRRs蛋白也可以通过胞吞进行胞内循环或降解。细胞可以通过胞内转运降解PRRs蛋白以终止信号转导,也可以通过形成胞内体进行信号传递。该文概述了PRRs蛋白及其配体的研究进展以及PRRs蛋白的胞内转运在植物免疫中的重要作用。
【文章来源】：植物学报. 2020,55(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
以FLS2为例图示细胞表面防卫反应
研究表明,根据其是否激活FLS2,胞吞被划分为组成型胞吞和诱导型胞吞(Cui et al.,2018)。非激活状态的FLS2通过BFA(brefeldin A)敏感的方式胞吞,且不需要BAK1的参与,该方式被称为组成型胞吞。当用flg22处理时,FLS2可以在短时间内发生胞吞,并且在flg22处理1小时后胞吞量达到最大,此时FLS2的胞吞是通过一条BFA不敏感的途径,但需要BAK1的参与,这种方式被称为诱导型胞吞(Beck et al.,2012b;Yeh et al.,2016)。通过与胞吞标记蛋白共定位的方法进一步证明,当用flg22处理拟南芥幼苗时,FLS2-GFP产生的胞吞小泡主要存在于多泡体(multivesicular body,MVB)和液泡(vacuoles)中(图3)(Ortiz-Morea et al.,2016)。对烟草的研究也表明,FLS2的胞吞小泡主要与ARA7/RabF2b和VAMP727有显著的共定位,而ARA7/RabF2b和VAMP727分别是晚期内涵体和液泡的标记蛋白,这表明大部分胞吞小泡最后会到达液泡中降解(Beck et al.,2012b)。因此,根据FLS2是否被激活,FLS2可以被划分为BFA敏感的胞吞途径和BFA不敏感的胞吞途径(图3)。然而,FLS2的胞吞途径对免疫的贡献尚不明确。细胞内蛋白的降解主要通过2条途径,即自噬和泛素蛋白酶体系统。在对植物细胞的研究中,蛋白的泛素化降解一直备受关注。泛素(ubiquitin)是一种存在于大多数真核细胞中的小蛋白,由76个氨基酸组成,在真核生物中具有高度保守性,它的主要功能是标记需要分解的蛋白质,使其被水解。质膜蛋白的泛素化不仅能够通过内吞体分选转运复合体(ESCRT)机制促进蛋白降解,还能够诱导蛋白胞吞。例如,在拟南芥原生质体的H+-ATPase上加上泛素分子,便可以使H+-ATPase胞吞到细胞质内进行降解(Herberth et al.,2012)。拟南芥的BOR1在高硼环境下,特殊赖氨酸残基的单泛素化以及去泛素化是降解囊泡转运所必需的(Kasai et al.,2011)。拟南芥IRT1蛋白胞质赖氨酸残基的单泛素化能够诱导该蛋白的胞吞以及促进其降解囊泡的转运(Barberon et al.,2011)。生长素转运蛋白PIN2是ESCRT的货物蛋白(Spitzer et al.,2009),同样也是泛素化蛋白(Abas et al.,2006)。
目前,已证实的PRRs均是类受体蛋白激酶,具有高度灵敏性和专一性(Couto and Zipfel,2016)。PRRs作为识别病原菌PAMPs的膜受体,是植物类受体激酶(receptor-like kinase,RLK)和类受体蛋白(receptorlike proteins,RLPs)的家庭成员,通常由胞外结构域、跨膜结构域和胞内结构域3部分组成。其胞外域可以被配体识别,而胞内域作为1个信号激酶结构域或1个短的胞内域与胞内信号组分互作,进而激活下游的免疫反应(Couto and Zipfel,2016)(图1)。根据对不同病原菌的感知可以将PRRs分为以下3种。1.2.1 感知细菌的PRRs
本文编号：3475174
【文章来源】：植物学报. 2020,55(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
以FLS2为例图示细胞表面防卫反应
研究表明,根据其是否激活FLS2,胞吞被划分为组成型胞吞和诱导型胞吞(Cui et al.,2018)。非激活状态的FLS2通过BFA(brefeldin A)敏感的方式胞吞,且不需要BAK1的参与,该方式被称为组成型胞吞。当用flg22处理时,FLS2可以在短时间内发生胞吞,并且在flg22处理1小时后胞吞量达到最大,此时FLS2的胞吞是通过一条BFA不敏感的途径,但需要BAK1的参与,这种方式被称为诱导型胞吞(Beck et al.,2012b;Yeh et al.,2016)。通过与胞吞标记蛋白共定位的方法进一步证明,当用flg22处理拟南芥幼苗时,FLS2-GFP产生的胞吞小泡主要存在于多泡体(multivesicular body,MVB)和液泡(vacuoles)中(图3)(Ortiz-Morea et al.,2016)。对烟草的研究也表明,FLS2的胞吞小泡主要与ARA7/RabF2b和VAMP727有显著的共定位,而ARA7/RabF2b和VAMP727分别是晚期内涵体和液泡的标记蛋白,这表明大部分胞吞小泡最后会到达液泡中降解(Beck et al.,2012b)。因此,根据FLS2是否被激活,FLS2可以被划分为BFA敏感的胞吞途径和BFA不敏感的胞吞途径(图3)。然而,FLS2的胞吞途径对免疫的贡献尚不明确。细胞内蛋白的降解主要通过2条途径,即自噬和泛素蛋白酶体系统。在对植物细胞的研究中,蛋白的泛素化降解一直备受关注。泛素(ubiquitin)是一种存在于大多数真核细胞中的小蛋白,由76个氨基酸组成,在真核生物中具有高度保守性,它的主要功能是标记需要分解的蛋白质,使其被水解。质膜蛋白的泛素化不仅能够通过内吞体分选转运复合体(ESCRT)机制促进蛋白降解,还能够诱导蛋白胞吞。例如,在拟南芥原生质体的H+-ATPase上加上泛素分子,便可以使H+-ATPase胞吞到细胞质内进行降解(Herberth et al.,2012)。拟南芥的BOR1在高硼环境下,特殊赖氨酸残基的单泛素化以及去泛素化是降解囊泡转运所必需的(Kasai et al.,2011)。拟南芥IRT1蛋白胞质赖氨酸残基的单泛素化能够诱导该蛋白的胞吞以及促进其降解囊泡的转运(Barberon et al.,2011)。生长素转运蛋白PIN2是ESCRT的货物蛋白(Spitzer et al.,2009),同样也是泛素化蛋白(Abas et al.,2006)。
目前,已证实的PRRs均是类受体蛋白激酶,具有高度灵敏性和专一性(Couto and Zipfel,2016)。PRRs作为识别病原菌PAMPs的膜受体,是植物类受体激酶(receptor-like kinase,RLK)和类受体蛋白(receptorlike proteins,RLPs)的家庭成员,通常由胞外结构域、跨膜结构域和胞内结构域3部分组成。其胞外域可以被配体识别,而胞内域作为1个信号激酶结构域或1个短的胞内域与胞内信号组分互作,进而激活下游的免疫反应(Couto and Zipfel,2016)(图1)。根据对不同病原菌的感知可以将PRRs分为以下3种。1.2.1 感知细菌的PRRs
本文编号：3475174
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