拟南芥核质转运蛋白TRN1参与逆境适应的功能研究

发布时间：2020-11-20 17:08

　　 拟南芥中TRANSPORTIN1(AtTRN1)基因能够编码入核转运蛋白,其功能类似于酵母细胞和人类细胞中的TRN1同源蛋白,参与细胞质与细胞核之间的物质转运,从而完成各种生命活动。目前,对TRN1蛋白的研究较少,具体的转运过程仍有待进一步的阐明。在本研究中,我们研究了纯合突变体trn1-3和弱突变体sic1在NaCl、LiCl、KCl、Mannitol和PEG等非生物胁迫条件下相较于野生型的表型及生理变化,包括根长生长的抑制程度、鲜重变化、抗氧化酶类基因的表达水平以及各种抗氧化酶类活性的测定,同时我们通过酵母双杂交验证与TRN1羧基端具有相互作用的蛋白来拓展对其功能的进一步认识。本研究发现在150mMNaCl的高盐和干旱等非生物胁迫条件的处理下,TRN1基因的相关突变体trn1-3和弱突变体sic1在响应胁迫条件的生理变化情况及抗氧化酶基因和干旱相关基因PR家族的表达情况中与野生型相比存在着明显的差异,通过对抗氧化酶活性的生理学和基因定量的分子生物学等方面的数据统计、分析发现TRN1基因的突变体trn1-3具有一定的抗旱生理特性,我们进行了干旱实验、复水实验和干旱基因PR家族的定量进行了进一步验证,结果均表现一致。我们进一步通过酵母双杂交蛋白互作验证了干旱相关蛋白PR家族与TRN1羧基端具有直接的相互作用,即在SD/-Trp/-Leu/-His(TDO)+X-α-gal上和SD/-Trp/-Leu/-His/-Ade(QDO)+X-α-gal上均能够生长良好。表型结果和分子实验数据均表明trn1-3突变体表现出较为显著的耐旱表型,后续将进一步对耐旱的生理机制进行深入研究,以扩展我们对其功能的认识。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q945.78
【部分图文】：

论文 拟南芥核质转运蛋白 TRN1 参与逆底物的出入核转运[3-5]。也有报道称， Importin β 家RNA 结合蛋白（RNA-binding proteins， RNPs）具有，例如人类 Human A1, Human A2/B1, HenopusA1 和 和 GRP 8 等[6-8]。在拟南芥中核不均一蛋白类似 protion 7）参与到了结合位点的选择过程中，并通过其自身单一的内含子间的相互作用来识别结合位点[9了对作用底物进行核质转运外，其在 miRNA 活性调控 miRNA 通路中的作用首次认识是从人类细胞中 ERNA 前体开始的。 miRNA 对基因的表达主要起调节是通过细胞核和细胞质中核糖体核酸酶 Ⅲ（内切酶的。 Exportin-5 蛋白能有效地调节较短的 miRNA 对 RNA 前体进行特定的加工从而协调细胞核与细胞tin-5 蛋白是 miRNA 生物起源学说重要的支持性论据

[15-16],如图 1-2 所示。图1-2 核孔复合体概观[17]NPC 是由 30 多种核孔蛋白（Nups）集聚而成并构成相应的模块[18-19]。单独的蛋白预先构建形成二级装配结构后再参与到组建核孔复合体的过程中。这些二级结构中有称为 Y 型，其和内环复合体蛋白是组成 NPC 主要框架的蛋白复合体，而这两种复合体蛋白在真核生物中都是较为保守的[20-25]。而人类的 Y 型复合体包含了四种辅助的螺旋结构并命名为 Nup43、 Nup37、 Seh1 和 Elys，并凭借这些蛋白所包含独特的外在结构特点捆绑于细胞核表面的核孔复合体上[26-27]。而组成 NPC 主要构架的其它几种二级结构复合体捆绑于周边的 NPC 支架上，对与转运货物间的相互作用以及 NPC 的其他功能是必不可少的组成结构[28-30]。Hinshaw 等人通过应用数据模型方法（random conical tilt， RCT）首次对 NPC进行了三维模型的构建[31],而 RCT 法是基于在不同的倾斜角度下对 NPC 电子显

这些推断结果在后来也被使用进三维重建 NPC 结构图中（如图1-3 所示）。图1-3 电子显微镜重构核孔复合体的3D结构[33]1.3 核质转运蛋白 TRN1 的研究进展研究发现在拟南芥中 Importin β 家族蛋白 TRANSPORTIN1 (TRN1)通过与AGO1 相互作用，能够促进 AGO1 与 miRNAs 的结合进而影响到 miRNAs 的调控活性，其中 TRN1 作为 miRNA 调节通路中的调节组分参与到整个过程中发挥作用。当 TRN1 基因突变时不会减少 miRNA 的积累，但会影响到 miRNA的活性大小[34]。有趣的是， TRN1 蛋白的紊乱不会影响细胞质核对 miRNA 和AGO1 的分配，但会减少 miRNA 与 AGO1 相互作用的数量[35]。这些研究表明Importin β 家族成员通过多种方式，包括核质转运方式和非核质转运方式，来行使不同的功能，最终影响多种生物学过程。而拟南芥中 TRN1 蛋白对核输入信号的识别是不同于经典的核定位信号的。而人类中的核不均一核糖蛋白 A 1（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1
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本文编号：2891732