H 2 S介导的S-硫巯基修饰调节SnRK2.6活性促进ABA诱导的气孔闭合
发布时间：2022-01-17 18:01
脱落酸（abscisic acid,ABA）是一种重要的植物激素,调节植物生长发育,增强植物抗逆性。在ABA信号通路中,蔗糖非发酵1（SNF1）相关蛋白激酶2家族（Sucrose Nonfermenting 1（SNF1）-related Protein Kinase 2s,SnRK2s）家族蛋白是ABA信号传导的关键组分,其中Open Stomata 1（OST1）/SnRK2.6调控ABA依赖的气孔闭合。硫化氢（hydrogen sulfide,H2S）是一种小分子气态信号物质,参与植物多种生理生化反应,促进气孔闭合、增强光合作用和缓解干旱胁迫等。H2S介导的蛋白翻译后修饰是S-硫巯基化,S-硫巯基化修饰是H2S参与调控蛋白活性的主要方式。目前已有研究表明H2S参与ABA诱导的气孔闭合。本研究证明ABA信号通路诱导气孔闭合的关键激酶蛋白SnRK2.6存在S-硫巯基化修饰,并以SnRK2.6激酶蛋白的翻译后修饰调控为切入点,阐明H2S介导的S-硫巯基修饰参与调节SnRK2.6...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABA信号传导通路（Umezawaetal.2010）
第一章文献综述7钙调蛋白是钙信号传导中的受体蛋白，主要功能是调控下游蛋白的表达以及和保卫细的生理过程。当胞内ABA含量增加是，细胞膜上的钙离子信号通路被激活，钙库中的会发生内流，保卫细胞Ca2+含量会提高（Hubbardetal.2012;Kimretal.2010），胞内的Ca2+积累导致Ca2+依赖性蛋白激酶（Calcium-dependentproteinkinases，CDPKs）被激活，CDPKs调控慢速阴离子通道和快速阴离子通道，激活外向整流钾离子通道。Geiger等发现SnRK2.6可以与定位在保卫细胞细胞膜的慢阴离子通道蛋白（Slowanionchannelpretein，SLAC1）和内向K+通道蛋白（KAT1）互作，在ABA的作用下SnRK2.6磷酸化将SLAC1激活，使质膜去极化，调控气孔闭合。KAT1蛋白中上的306号苏氨酸残基能被SnRK2.6磷酸化，抑制KAT1酶活，K+进入保卫细胞受阻（Satoetal.2009），保卫细胞K+浓度下降，水势降低，气孔闭合（Hubbardetal.2010）。随后，2010年，Geige等研究发现KAT1和SLAC1还能受钙调依赖性蛋白激酶21（Calmodulation-dependentProteinKinase21，CDPK21）磷酸化调节，进一步推断钙信号与ABA信号途径在调节植物气孔方面存在关联，如图1-2所示。图1-2保卫细胞ABA信号转导机制图（zhangetal.2014）Figure1-2MechanismofABAsignaltransductioninguardcells
第一章文献综述9（Soutourinaetal.2001）。这些酶均具有降解半胱氨酸生成H2S、氨和丙酮酸盐的功能，其中LCD和DES以L型半胱氨酸为底物，D-CDES以D型半胱氨酸为底物（Papenbrocketal.2007;Alvarezetal.2010）。但是，半胱氨酸合成过程中会消化H2S，半胱氨酸生物合成最后一步主要依靠O-乙酰丝氨酸硫醇裂解酶（O-acetylserine（thiol）lyase，OASTL），催化O-乙酰丝氨酸（OAS）和H2S合成半胱氨酸（Sirkoetal.2004），如图1-3所示。图1-3植物体内硫化氢的生物合成途径（裴雁曦2016）Figure1-3BiosynthesisofH2Sinplants1.3.3气体分子硫化氢介导的S-硫巯基调控模式植物中的H2S主要在细胞质和线粒体中产生，通过酶促反应将半胱氨酸分解为H2S，调节植物的生长发育，如器官脱落，自噬和气孔运动（Arocaetal.2017;Liuetal.2020;Scuffietal.2018）。H2S还能与其他信号分子发生相互作用，调节蛋白的活性以调控植物信号传导，可能对硫化物引起的氧化损伤可能起一定保护作用（图1-4）。H2S的作用机理跟它与其它分子的化学反应性质有关，例如对金属蛋白金属中心的亲和力，与其他小分子物质氧气和氮气形成ROS和RNS及能修饰蛋白质半胱氨酸残基过硫化物
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物中的气体信号分子硫化氢:无香而立,其臭如兰[J]. 裴雁曦. 中国生物化学与分子生物学报. 2016(07)
[2]硫化氢参与镉诱导拟南芥气孔的关闭[J]. 乔增杰,王婷,金竹萍,刘志强,裴雁曦. 山西大学学报(自然科学版). 2016(01)
[3]Hydrogen Sulfide Promotes Root Organogenesis in Ipomoea batatas, Salix matsudana and Glycine max[J]. Hua Zhang1, Jun Tang2, Xiao-Ping Liu3, Yun Wang1, Wei Yu1, Wei-Yan Peng1, Fang Fang1, Dai-Fu Ma2, Zhao-Jun Wei1 and Lan-Ying Hu1 (1School of Biotechnology and Food Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2Xuzhou Sweet Potato Research Center, Chinese Academy of Agricultural Sciences, National Sweet Potato Improvement Center, Xuzhou 221121, China; 3Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031, China). Journal of Integrative Plant Biology. 2009(12)
[4]不定根形成与植物激素的关系[J]. 王金祥,严小龙,潘瑞炽. 植物生理学通讯. 2005(02)
本文编号：3595186
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABA信号传导通路（Umezawaetal.2010）
第一章文献综述7钙调蛋白是钙信号传导中的受体蛋白，主要功能是调控下游蛋白的表达以及和保卫细的生理过程。当胞内ABA含量增加是，细胞膜上的钙离子信号通路被激活，钙库中的会发生内流，保卫细胞Ca2+含量会提高（Hubbardetal.2012;Kimretal.2010），胞内的Ca2+积累导致Ca2+依赖性蛋白激酶（Calcium-dependentproteinkinases，CDPKs）被激活，CDPKs调控慢速阴离子通道和快速阴离子通道，激活外向整流钾离子通道。Geiger等发现SnRK2.6可以与定位在保卫细胞细胞膜的慢阴离子通道蛋白（Slowanionchannelpretein，SLAC1）和内向K+通道蛋白（KAT1）互作，在ABA的作用下SnRK2.6磷酸化将SLAC1激活，使质膜去极化，调控气孔闭合。KAT1蛋白中上的306号苏氨酸残基能被SnRK2.6磷酸化，抑制KAT1酶活，K+进入保卫细胞受阻（Satoetal.2009），保卫细胞K+浓度下降，水势降低，气孔闭合（Hubbardetal.2010）。随后，2010年，Geige等研究发现KAT1和SLAC1还能受钙调依赖性蛋白激酶21（Calmodulation-dependentProteinKinase21，CDPK21）磷酸化调节，进一步推断钙信号与ABA信号途径在调节植物气孔方面存在关联，如图1-2所示。图1-2保卫细胞ABA信号转导机制图（zhangetal.2014）Figure1-2MechanismofABAsignaltransductioninguardcells
第一章文献综述9（Soutourinaetal.2001）。这些酶均具有降解半胱氨酸生成H2S、氨和丙酮酸盐的功能，其中LCD和DES以L型半胱氨酸为底物，D-CDES以D型半胱氨酸为底物（Papenbrocketal.2007;Alvarezetal.2010）。但是，半胱氨酸合成过程中会消化H2S，半胱氨酸生物合成最后一步主要依靠O-乙酰丝氨酸硫醇裂解酶（O-acetylserine（thiol）lyase，OASTL），催化O-乙酰丝氨酸（OAS）和H2S合成半胱氨酸（Sirkoetal.2004），如图1-3所示。图1-3植物体内硫化氢的生物合成途径（裴雁曦2016）Figure1-3BiosynthesisofH2Sinplants1.3.3气体分子硫化氢介导的S-硫巯基调控模式植物中的H2S主要在细胞质和线粒体中产生，通过酶促反应将半胱氨酸分解为H2S，调节植物的生长发育，如器官脱落，自噬和气孔运动（Arocaetal.2017;Liuetal.2020;Scuffietal.2018）。H2S还能与其他信号分子发生相互作用，调节蛋白的活性以调控植物信号传导，可能对硫化物引起的氧化损伤可能起一定保护作用（图1-4）。H2S的作用机理跟它与其它分子的化学反应性质有关，例如对金属蛋白金属中心的亲和力，与其他小分子物质氧气和氮气形成ROS和RNS及能修饰蛋白质半胱氨酸残基过硫化物
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物中的气体信号分子硫化氢:无香而立,其臭如兰[J]. 裴雁曦. 中国生物化学与分子生物学报. 2016(07)
[2]硫化氢参与镉诱导拟南芥气孔的关闭[J]. 乔增杰,王婷,金竹萍,刘志强,裴雁曦. 山西大学学报(自然科学版). 2016(01)
[3]Hydrogen Sulfide Promotes Root Organogenesis in Ipomoea batatas, Salix matsudana and Glycine max[J]. Hua Zhang1, Jun Tang2, Xiao-Ping Liu3, Yun Wang1, Wei Yu1, Wei-Yan Peng1, Fang Fang1, Dai-Fu Ma2, Zhao-Jun Wei1 and Lan-Ying Hu1 (1School of Biotechnology and Food Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2Xuzhou Sweet Potato Research Center, Chinese Academy of Agricultural Sciences, National Sweet Potato Improvement Center, Xuzhou 221121, China; 3Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031, China). Journal of Integrative Plant Biology. 2009(12)
[4]不定根形成与植物激素的关系[J]. 王金祥,严小龙,潘瑞炽. 植物生理学通讯. 2005(02)
本文编号：3595186
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3595186.html
教材专著
