拟南芥EMB1270调控叶绿体发育的机理研究与PPR蛋白功能分析新方法
发布时间：2022-01-13 21:11
PPR（Pentatricopeptide repeat）蛋白是由35个氨基酸为基序的串联重复组成,在所有真核生物中保守。PPR蛋白结合单链RNA,参与细胞器基因的转录后调控,包括RNA切割、剪接、编辑和稳定等。PPR蛋白在高等植物中最为丰富,是陆生植物中最大的蛋白质家族之一,这是因为植物需要众多PPR蛋白来调控叶绿体和线粒体基因的表达,其中很多是植物生存所必需的基因。在本研究中,我们通过筛选叶绿体发育缺陷突变体,得到了拟南芥EMB1270的一个弱等位突变体,emb1270-2。它在幼苗时期表现出子叶黄化并逐渐转绿的表型,其PSII最大光化学量子产量（Fv/Fm）显著低于野生型。EMB1270编码一个定位于叶绿体的且具有24个PPR模体的P亚家族蛋白,其敲除突变体emb1270-1呈现胚胎致死表型。我们发现在emb1270-2突变体中叶绿体基因clpP1 intron 2和ycf3 intron1的剪接效率显著降低。进一步研究发现EMB1270与两个叶绿体定位的剪接因子蛋白CAF1和CFM2相互作用,由此我们推测EMB1270协同CAF1和CFM2特异性调控叶绿体clpP1 intro...
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拟南芥PPR蛋白家族分类[2]
上海师范大学硕士学位论文第一章植物PPR蛋白的研究进展5图1.2植物中PPR蛋白参与细胞器调控主要功能的示意图[46]1.4.3植物PPR蛋白参与胚胎发育许多PPR基因是植物生存所必需的基因，其敲除突变体往往无法完成胚胎发育过程而致死。例如，PPR蛋白EMB175在胚胎发育早期发挥作用，突变体胚胎发育停止在球形胚到心形胚之间[47]。定位在细胞核且结合DNA的PPR蛋白GAP23只在胚胎、胚乳和配子体中表达，可能作为转录调控因子和DNA及RNA聚合酶2结合，突变体发育停滞在16个细胞的表皮原状态[23]。拟南芥PPR4也被证实与胚胎发育有关，而玉米PPR4突变体显示有缺陷的质体核糖体翻译，这表明胚胎致死性状是由质体核糖体蛋白翻译缺陷导致的[48]。表1.1列出了定位于叶绿体的PPR蛋白，其敲除突变导致胚胎致死。其中有一些PPR蛋白的作用机制尚未报道。表1.1拟南芥叶绿体定位的胚胎致死型PPR蛋白基因号基因名已知功能或者预测的功能参考文献At1g30610EMB2279/SOT5rpl2andtrnKintronsplicing[49]At2g41720EMB2654trans-splicingrps12intron1[38][50]At3g06430EMB2750/PPR2binding23SrRNA[51]At4g39620EMB2453/atPPR5stabilizesthetrnG-UCCprecursorinmaize,rpl16spicinginArabidopsis[40]
上海师范大学硕士学位论文第一章植物PPR蛋白的研究进展7code（TN）将识别腺嘌呤（A），而第5位是天冬酰胺（N）和第35位氨基酸是天冬氨酸（D）时将识别尿嘧啶（U）[10,59]。由于PPR蛋白在细胞器RNA代谢中介导了几种不同的功能，因此识别密码的阐明已开始允许计算机预测未知功能的PPR可能结合的RNA靶标，为解析特定PPR蛋白的功能提供参照[10]。图1.3PPR蛋白的结构与转录本识别机制[9]1.5.2PPR蛋白作为RNA结合工具操纵基因表达的策略蛋白质靶向特定RNA序列的能力为操纵和分析RNA介导的功能提供了方法。但是，大多数与RNA结合的蛋白序列短，并具有简并性，因此作为工具利用有限[60]。PPR蛋白RNA特异的识别模式引起了人们的兴趣[59,61,62]。PPR蛋白识别RNA的特异性取决于两个位置氨基酸的同一性[10,59]。这些氨基酸代码已用于重新编程天然蛋白质以结合新的RNA序列，并用于设计具有特定序列特异性的人工蛋白质[63,64]。通过改造PPR蛋白已经实现了重新编码的PPR蛋白按照设计者设想结合目标RNA序列。第一种策略是利用已有的研究成熟的天然PPR蛋白为骨架，突变PPR代码进行PPR蛋白改造。使用这种方法Barkan等（2012）突变玉米PPR10编码序列的第六和第七个PPR基序中5和35位氨基酸，使重新编码的蛋白质与
【参考文献】：
期刊论文
[1]无义介导的mRNA降解机制及其在单基因遗传病中的作用[J]. 郭文婷,徐汪洋,顾鸣敏. 遗传. 2012(08)
[2]游动双孢菌线型质粒pPR2的全序列测定及分析[J]. 杨勇,覃重军. 微生物学报. 2008(10)
本文编号：3587150
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拟南芥PPR蛋白家族分类[2]
上海师范大学硕士学位论文第一章植物PPR蛋白的研究进展5图1.2植物中PPR蛋白参与细胞器调控主要功能的示意图[46]1.4.3植物PPR蛋白参与胚胎发育许多PPR基因是植物生存所必需的基因，其敲除突变体往往无法完成胚胎发育过程而致死。例如，PPR蛋白EMB175在胚胎发育早期发挥作用，突变体胚胎发育停止在球形胚到心形胚之间[47]。定位在细胞核且结合DNA的PPR蛋白GAP23只在胚胎、胚乳和配子体中表达，可能作为转录调控因子和DNA及RNA聚合酶2结合，突变体发育停滞在16个细胞的表皮原状态[23]。拟南芥PPR4也被证实与胚胎发育有关，而玉米PPR4突变体显示有缺陷的质体核糖体翻译，这表明胚胎致死性状是由质体核糖体蛋白翻译缺陷导致的[48]。表1.1列出了定位于叶绿体的PPR蛋白，其敲除突变导致胚胎致死。其中有一些PPR蛋白的作用机制尚未报道。表1.1拟南芥叶绿体定位的胚胎致死型PPR蛋白基因号基因名已知功能或者预测的功能参考文献At1g30610EMB2279/SOT5rpl2andtrnKintronsplicing[49]At2g41720EMB2654trans-splicingrps12intron1[38][50]At3g06430EMB2750/PPR2binding23SrRNA[51]At4g39620EMB2453/atPPR5stabilizesthetrnG-UCCprecursorinmaize,rpl16spicinginArabidopsis[40]
上海师范大学硕士学位论文第一章植物PPR蛋白的研究进展7code（TN）将识别腺嘌呤（A），而第5位是天冬酰胺（N）和第35位氨基酸是天冬氨酸（D）时将识别尿嘧啶（U）[10,59]。由于PPR蛋白在细胞器RNA代谢中介导了几种不同的功能，因此识别密码的阐明已开始允许计算机预测未知功能的PPR可能结合的RNA靶标，为解析特定PPR蛋白的功能提供参照[10]。图1.3PPR蛋白的结构与转录本识别机制[9]1.5.2PPR蛋白作为RNA结合工具操纵基因表达的策略蛋白质靶向特定RNA序列的能力为操纵和分析RNA介导的功能提供了方法。但是，大多数与RNA结合的蛋白序列短，并具有简并性，因此作为工具利用有限[60]。PPR蛋白RNA特异的识别模式引起了人们的兴趣[59,61,62]。PPR蛋白识别RNA的特异性取决于两个位置氨基酸的同一性[10,59]。这些氨基酸代码已用于重新编程天然蛋白质以结合新的RNA序列，并用于设计具有特定序列特异性的人工蛋白质[63,64]。通过改造PPR蛋白已经实现了重新编码的PPR蛋白按照设计者设想结合目标RNA序列。第一种策略是利用已有的研究成熟的天然PPR蛋白为骨架，突变PPR代码进行PPR蛋白改造。使用这种方法Barkan等（2012）突变玉米PPR10编码序列的第六和第七个PPR基序中5和35位氨基酸，使重新编码的蛋白质与
【参考文献】：
期刊论文
[1]无义介导的mRNA降解机制及其在单基因遗传病中的作用[J]. 郭文婷,徐汪洋,顾鸣敏. 遗传. 2012(08)
[2]游动双孢菌线型质粒pPR2的全序列测定及分析[J]. 杨勇,覃重军. 微生物学报. 2008(10)
本文编号：3587150
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