棉花小GTP结合蛋白GhROP4与蛋白香叶酰基转移酶GhGGB的相互作用
发布时间：2022-01-07 15:47
ROP蛋白广泛存在于高等植物细胞中,对调节植物生长发育、介导植物抵御逆境和激素信号转导发挥重要作用。GGB基因编码Ⅰ型蛋白,即香叶酰基转移酶,参与蛋白异戊二烯化修饰,在植物响应逆境胁迫过程中具有重要的调控作用。本实验室前期研究证明棉花GhROP4和GhGGB基因响应干旱、高盐、低温和棉花黄萎病病原菌的侵染应答。为了探究GhROP4和GhGGB蛋白之间的相互作用,本研究通过双分子荧光系统（bi-molecular fluorescence complementation, BiFC）实验,发现共转化表达GhROP4和GhGGB载体的本氏烟表皮细胞细胞膜上具有强烈的黄色荧光,表明这两个蛋白可以发生相互作用。研究结果为进一步明确GhROP4和GhGGB蛋白调控棉花抗逆机理提供理论依据。
【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(24)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
棉花GhROP4基因与GhGGB基因PCR扩增产物和质粒酶切电泳检测
BiF C重组质粒双酶切鉴定
BiFC技术是在活细胞和生物体内快速直观判断目标蛋白定位和互作的新技术，具有直观、灵敏度高，简捷等特点，在蛋白定位和互作方面应用广泛(袁敏等,2017)。Peng等(2018)利用BiFC等技术表明BRI1、BAK1与拟南芥小G蛋白之间的具有相互作用，调节拟南芥糖敏感的生长发育。Kang等(2017)利用BiFC技术表明拟南芥微管结合蛋白MAP18与ROP2之间存在相互作用。刘荣榜等(2014)利用该技术在拟南芥原生质体中检测到H+-焦磷酸化酶AVP1与小GTP结合蛋白AtRAB互作。ROP蛋白是仅存在于植物中的一类高度保守的小GTP结合蛋白，具有小G蛋白的结构特征，由N-末端五个保守的GI-GV区，C-末端高变区HVR组成，HVR可被异戊二烯化修饰从而靶向ROP蛋白(Feiquelman et al.,2018)。Winge等(2000)根据C-末端高变区HVR端氨基酸序列差异，将Rop家族蛋白分为2种类型，即Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型Rops蛋白C端(AtRop1-AtRop8)以典型的CaaL盒基序终止(Feiquelman et al.,2018)，其中Cys残基是C20异戊二烯基脂香叶基香叶基修饰位点。棉花中的小G蛋白GhRAC13最后4个氨基酸是CAFL符合Ⅰ型ROP蛋白特征，在体外被异戊二烯化(Trainin and Delmer,1996)，拟南芥中11个ROP家族成员中的AtROP1-AtROP8蛋白的C末端符合CaaL序列特征，通过ERA1和GGB基因编码的蛋白法呢基转移酶和Ⅰ型香叶酰基转移酶的β亚基，来完成蛋白异戊二烯化修饰过程(Andrews et al.,2010)。与ERA1相比，GGB更偏好修饰具有CaaL序列的C末端的ROP蛋白，尤其对CaIL的修饰活性最高(Andrews et al.,2010)。Caldelari等(2001)发现若底物蛋白具有CaaL结构域就会使PGGT-Ⅰ的异戊二烯化作用提升10倍。前期克隆到的GhROP4蛋白的C端最后4个氨基酸是CSIL，符合GGB蛋白的修饰位点序列特征，为了明确GhROP4是GhGGB的修饰底物蛋白，本研究利用BiFC技术检测到GhROP4和GhGGB烟草叶肉细胞中存在互作，定位信号集中在细胞膜上。前期研究发现，植物ROP和GGB蛋白参与调控植物的抗逆性(Johnson et al.,2005;Ma et al.,2017)。尽管本实验利用双分子荧光互补技术证明Gh ROP4和GhGGB具有互作关系，但二者在棉花抗逆反应中的功能尚不清楚，有待完善棉花抗逆反应的分子调控网络。
【参考文献】：
期刊论文
[1]拟南芥开花抑制因子TFL1与GRFs蛋白的相互作用[J]. 袁敏,邢继红,王莉,葛伟娜,郭棣,张岚. 中国农业科学. 2017(10)
[2]拟南芥H+-焦磷酸化酶AVP1互作小GTP结合蛋白AtRAB的特性鉴定与功能分析[J]. 刘荣榜,陈明,郭萌萌,司青林,高世庆,徐兆师,李连城,马有志,尹钧. 作物学报. 2014(10)
硕士论文
[1]GhROP6在棉花抗黄萎病中的功能研究[D]. 王钰静.华中农业大学 2017
本文编号：3574819
【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(24)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
棉花GhROP4基因与GhGGB基因PCR扩增产物和质粒酶切电泳检测
BiF C重组质粒双酶切鉴定
BiFC技术是在活细胞和生物体内快速直观判断目标蛋白定位和互作的新技术，具有直观、灵敏度高，简捷等特点，在蛋白定位和互作方面应用广泛(袁敏等,2017)。Peng等(2018)利用BiFC等技术表明BRI1、BAK1与拟南芥小G蛋白之间的具有相互作用，调节拟南芥糖敏感的生长发育。Kang等(2017)利用BiFC技术表明拟南芥微管结合蛋白MAP18与ROP2之间存在相互作用。刘荣榜等(2014)利用该技术在拟南芥原生质体中检测到H+-焦磷酸化酶AVP1与小GTP结合蛋白AtRAB互作。ROP蛋白是仅存在于植物中的一类高度保守的小GTP结合蛋白，具有小G蛋白的结构特征，由N-末端五个保守的GI-GV区，C-末端高变区HVR组成，HVR可被异戊二烯化修饰从而靶向ROP蛋白(Feiquelman et al.,2018)。Winge等(2000)根据C-末端高变区HVR端氨基酸序列差异，将Rop家族蛋白分为2种类型，即Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型Rops蛋白C端(AtRop1-AtRop8)以典型的CaaL盒基序终止(Feiquelman et al.,2018)，其中Cys残基是C20异戊二烯基脂香叶基香叶基修饰位点。棉花中的小G蛋白GhRAC13最后4个氨基酸是CAFL符合Ⅰ型ROP蛋白特征，在体外被异戊二烯化(Trainin and Delmer,1996)，拟南芥中11个ROP家族成员中的AtROP1-AtROP8蛋白的C末端符合CaaL序列特征，通过ERA1和GGB基因编码的蛋白法呢基转移酶和Ⅰ型香叶酰基转移酶的β亚基，来完成蛋白异戊二烯化修饰过程(Andrews et al.,2010)。与ERA1相比，GGB更偏好修饰具有CaaL序列的C末端的ROP蛋白，尤其对CaIL的修饰活性最高(Andrews et al.,2010)。Caldelari等(2001)发现若底物蛋白具有CaaL结构域就会使PGGT-Ⅰ的异戊二烯化作用提升10倍。前期克隆到的GhROP4蛋白的C端最后4个氨基酸是CSIL，符合GGB蛋白的修饰位点序列特征，为了明确GhROP4是GhGGB的修饰底物蛋白，本研究利用BiFC技术检测到GhROP4和GhGGB烟草叶肉细胞中存在互作，定位信号集中在细胞膜上。前期研究发现，植物ROP和GGB蛋白参与调控植物的抗逆性(Johnson et al.,2005;Ma et al.,2017)。尽管本实验利用双分子荧光互补技术证明Gh ROP4和GhGGB具有互作关系，但二者在棉花抗逆反应中的功能尚不清楚，有待完善棉花抗逆反应的分子调控网络。
【参考文献】：
期刊论文
[1]拟南芥开花抑制因子TFL1与GRFs蛋白的相互作用[J]. 袁敏,邢继红,王莉,葛伟娜,郭棣,张岚. 中国农业科学. 2017(10)
[2]拟南芥H+-焦磷酸化酶AVP1互作小GTP结合蛋白AtRAB的特性鉴定与功能分析[J]. 刘荣榜,陈明,郭萌萌,司青林,高世庆,徐兆师,李连城,马有志,尹钧. 作物学报. 2014(10)
硕士论文
[1]GhROP6在棉花抗黄萎病中的功能研究[D]. 王钰静.华中农业大学 2017
本文编号：3574819
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