植物信号分子机制

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植物中信号转导调控生长发育的分子机制

植物中信号转导调控生长发育的分子机制

植物中信号转导调控生长发育的分子机制植物生长发育是受到内、外界因素的共同调节的高度复杂的生物学过程。

植物进行生长发育的过程中,需要对外界环境进行监测和响应,以适应不同的生态位和气候条件,并进一步实现良好的生长和发育。

信号转导是植物进行环境感知和响应的重要途径之一,它能够调节生长发育过程中所需的生化活动,包括细胞分裂、细胞增殖、细胞分化、伸长和成熟等。

这篇文章将着重探讨植物中信号转导调控生长发育的分子机制。

一、植物信号转导的综述信号传导分为外受体、信号转导、及细胞反应三个部分,其中外受体是信号转导的起点,信号转导则是中间部分,细胞反应则是信号转导的结尾。

外受体由信号转导物质识别,将外界的信号转化成内部信号,并传送到内部,其中主要包括膜受体和细胞质内受体两类。

植物的外受体主要为细胞表面上的膜受体,与动物细胞相比,植物细胞表面上的受体比较多,主要包括激素受体、光感受体、营养和环境因子感受器等。

细胞表面上的膜受体是有生物膜作为障碍的,因此,信号分子必须通过能够穿过生物膜的信号途径进入到细胞内,这个信号途径称为信号转导,它将外界信号变成页面内信号。

细胞内的信号分子在形成的刺激范围内与有关的蛋白本质发生相互作用,从而进入到细胞伎恶性反应。

细胞反应主要借助多种信号分子调控生长发育和生长细胞分化,进而形成植株器官和生理生化运作。

信号扩散途径中,激素作为广泛应用在植物生长物质的一种,其在生长发育中发挥着极为重要的作用。

拿到队地唯科技,特别是时间特别,植物生长发育的重要调节剂,不仅可以控制植物细胞的生长分化,而且还对植物的光、温、盐、干旱等非生物胁迫具有一定的抵御作用。

二、植物生长发育过程中的外界信号传导光合作用是植物器官中最广泛的一种生化反应,外界环境因素的变化都能够影响到光合作用反应的进行。

植物中的光敏受体主要包括蓝光光感受器、红光光感受器、紫外线受体等。

其中,蓝光敏感成环酶是蓝光光感受器的主要组成成分,通过其可以感受到植物生长与发育中蓝光的存在,其特异性感受植物生长,特别是种子萌发、光依赖的开花建立和叶片展开等过程。

植物的信号传导机制

植物的信号传导机制

植物的信号传导机制植物作为静植生物,无法主动逃避外界环境的变化,因此,它们必须依靠自身的机制来感知并响应各种外界刺激。

植物的信号传导机制是指植物如何通过内部信号传递和处理来感知外界信号,并做出相应的生理和生化反应的过程。

这一机制在植物的生长、发育、逆境响应等方面起着重要的作用。

本文将围绕植物信号传导机制展开论述,探讨其基本原理及相关研究进展。

一、植物感受外界信号的机制植物感受外界信号主要依靠细胞表面的感受器。

植物的感受器可以感知各种刺激,如光线、温度、湿度、土壤中的营养元素等。

其中,光线信号是植物中最为重要的外界信号之一。

植物感受器通常位于细胞膜上,包括受体蛋白和其他辅助蛋白。

当外界信号刺激植物细胞时,感受器会发生构象变化,从而激活下游信号传导通路。

二、植物信号传导的主要通路植物信号传导通路包括第一信使、第二信使以及下游响应等环节。

第一信使是指植物细胞接受到外界刺激后产生的化学物质,如离子通道的开闭和信使分子的合成等。

第二信使是由一系列酶促反应产生的次级信号分子,如钙离子、植物激素等。

这些信号分子会进一步激活或抑制特定的酶和蛋白质,从而传导信号。

下游响应是指植物在接收到信号后做出的生理和生化反应,如细胞分裂、开花等。

三、植物光信号传导机制光信号是植物中最为重要的外界信号之一,对植物的生长和发育具有重要调控作用。

植物感受到光信号后,通过一系列光感受色素和蛋白质的相互作用,将光信号转化为第二信使(如钙离子),再进一步激活下游的响应通路。

其中,负调控光反应通路的蛋白质包括光受体兴奋素、光调控因子等。

四、植物激素在信号传导中的作用植物激素是植物体内具有重要生理活性的信号分子,它们在植物的生长、发育以及逆境响应中具有重要作用。

植物激素包括生长素、赤霉素、植物内源激素等。

这些激素在信号传导中通过与受体蛋白的结合,激活或抑制下游的信号传导通路,进而调控植物的生理过程。

如生长素通过与生长素受体蛋白结合,调控细胞伸展和分裂等过程。

植物光信号转导调节光合作用的分子机制

植物光信号转导调节光合作用的分子机制

植物光信号转导调节光合作用的分子机制植物光合作用是一种基本的生物化学反应,其正常运转对于植物生长发育至关重要。

而光信号转导则是调节光合作用的一个重要机制。

光信号转导通过感受外界环境光强度和波长,通过复杂的信号转导通路调节植物的光合作用、生长发育等生理过程。

因此,理解植物的光信号转导调节机制,对于提高植物的生产力、适应环境、延长寿命等方面都具有极大的意义。

本文将介绍植物光信号转导调节光合作用的分子机制。

1. 光感受器植物中光感受器包括蓝光受体、红光/远红外线受体和紫外线受体等多种类型。

其中最为重要的是蓝光受体,它能够感受蓝光,其基础单位是一种叫作cryptochrome (CRY) 的蛋白质,在吸收蓝光后会形成某种生物活性中间产物,对于光信号转导起到重要作用。

2. 光反应信号通路当光信号传递到植物细胞内时,会启动一系列反应,这些反应构成了植物内部的“光反应信号通路”。

光反应信号通路包含了多种蛋白质和小分子信号物质,这些信号物质可以激活或抑制不同的基因表达,从而调节植物生长和代谢等活动。

这些基因可以编码产生光响应蛋白,如光合色素、反应中心蛋白、光合酶、色素结合蛋白、反应树胶等等。

3. 光响应分子的作用在光反应信号通路中,光响应分子的作用至关重要。

这些分子一般分为两类,即正调节因子和负调节因子。

当外界的光强度变化时,正调节因子被进一步激活,并调控下方大量的基因表达,从而提高植物光合作用的效率。

而负调节因子则主要负责抑制某些基因的表达,这些基因表达过量可能会影响植物的正常生长发育。

4. 光合膜的形成光合膜是植物中合成ATP和NADPH的重要位置。

当光信号传递到植物细胞内时,会启动一系列分子反应,使得光合色素和反应中心蛋白相互作用,产生一个叫作光合复合物的超大分子,这个超大分子在植物细胞内可以自组装成光合膜。

5. 植物光信号转导调控光合作用的应用现代生物学研究证明,光合作用是所有植物、藻和青霉菌的重要特征,而植物光信号转导调控光合作用的机制则被广泛运用于农业、林业、园艺、能源等多个领域。

植物的生物信号传导和通讯机制

植物的生物信号传导和通讯机制

植物的生物信号传导和通讯机制植物作为一种生命体,同样需要进行生物信号传导和通讯,以完成生长发育、适应环境变化和与其他生物进行互动。

本文将讨论植物的生物信号传导和通讯机制,揭示植物世界中的非凡奥秘。

一、植物中的信号传导方式在植物体内,信号传导是通过细胞间传递信号分子实现的。

植物的信号分子主要包括植物激素、电化学信号和挥发物质等。

1. 植物激素的作用植物激素是调控植物生长与发育的重要信号分子。

常见的植物激素有生长素、乙烯、赤霉素、脱落酸等。

生长素在植物的茎尖和嫩叶中合成,并通过细胞间传递来调控植物的细胞伸长和分裂。

乙烯则参与植物的成熟和衰老过程,并在逆境条件下对植物起到抗逆作用。

2. 电化学信号的传导电化学信号是通过植物细胞间的离子交换和电流传导来实现的。

植物细胞膜上存在离子通道,当植物受到外界刺激时,离子通道会打开,离子通过细胞间隙流动,形成电化学信号。

这种信号的传导速度极快,可以迅速传递植物体内外的信息。

3. 挥发物质的通信植物通过释放挥发物质与其他生物进行通信。

这些挥发物质可以是花香、杀菌物质或警报信息等。

例如,一些植物在受到捕食时会释放出挥发物质,吸引天敌来消灭捕食者,从而保护自己。

二、植物的生物通讯机制植物的生物通讯机制可以分为植物内部通讯和植物与其他生物的交互通讯。

1. 植物内部通讯植物体内的各个部分通过信号传导与通讯来协调和调节生长发育。

例如,当植物的顶端受到刺激时,生长素会向下传导,通知茎部和根部停止生长;当植物的根部缺水时,赤霉素会通过信号传导告知茎部合成雄性激素,促使花开放,吸引传粉者。

2. 植物与其他生物的交互通讯植物通过生物通讯与其他生物进行交互,包括植物与昆虫、植物与细菌等之间的通讯。

例如,植物在遭受昆虫咬食时会释放出挥发物质,引诱捕食该昆虫的天敌;植物根部通过根际菌根与土壤中的微生物进行信号交流,实现共生关系。

三、植物的生物信号传导进化意义植物的生物信号传导和通讯机制在进化过程中发挥重要作用。

植物信号转导和细胞内运输机制的分子机理

植物信号转导和细胞内运输机制的分子机理

植物信号转导和细胞内运输机制的分子机理植物生长和发育过程中,植物细胞需要不断地响应外界环境的变化。

植物通过细胞内信号传递机制将外界信号转化为细胞内信息,从而调节生长和发育。

这个过程被称为植物信号转导。

植物细胞内有各种各样的生物大分子,需要通过细胞内运输机制运送到特定的位置,才能发挥作用。

本文将阐述植物信号转导和细胞内运输机制的分子机理。

I. 植物信号转导的基本过程植物细胞感受到外界信号后,会通过细胞膜上的受体蛋白将外界信号传递到细胞内。

这个过程被称为受体激活。

细胞膜上的受体蛋白可以是离子通道、酪氨酸激酶或鸟苷酸环化酶等。

当受体被外界信号激活后,其内部会发生一系列的信号传递,直到到达细胞核的转录因子,并调节特定的基因表达。

在这个过程中,一些蛋白质和信号分子会参与到信号传递链中,维持信号传递的进程。

例如,Ca2+离子作为重要的细胞内信号分子,可调节多种信号传递链的各个环节。

植物信号转导是一个复杂的生命过程,离不开各种蛋白质和信号分子的作用。

II. 植物细胞内运输机制的分子机理植物细胞需要将各种生物大分子运送到其作用的位置,包括蛋白质、信号分子、RNA等。

植物细胞内运输机制涉及多种生物大分子,如微管、微丝及转运蛋白等。

这些分子都需要遵循特定的机制才能完成细胞内运输的任务。

下面将详细介绍植物细胞内运输机制中的几个关键分子。

1. 微管微管是由细胞骨架网络组成的,是细胞分裂和运输物质的基本骨架。

在植物细胞内,微管主要由α/β-微管蛋白组成。

当细胞需要进行运输时,微管会通过微管动力蛋白的作用而运动,完成细胞内物质的运输。

目前已知的微管动力蛋白主要有肌动蛋白、马达蛋白、钩端蛋白等。

微管在植物细胞内有着重要的作用,是植物细胞内运输机制的重要组成部分。

2. 微丝微丝是由肌动蛋白组成的细胞骨架,主要参与细胞的力学性质、形态和运动。

在植物细胞中,微丝的组成成分比较简单,主要由肌动蛋白组成。

植物细胞中微丝主要参与线粒体的运输,影响植物的能量代谢,而与微管不同的是,微丝不参与细胞分裂。

植物信号传导的分子机制和应用

植物信号传导的分子机制和应用

植物信号传导的分子机制和应用植物是自然界的重要成员,通过各种方式实现与环境的交互。

在日常生活中,人们经常能够注意到植物对于内外部环境的响应,这种响应往往来源于植物内部信号传导的机制。

一、植物信号传导的分子机制1. 植物内源性激素植物内源性激素分别是赤红素、生长素、乙烯、脱落酸、赤霉素和激素新A等。

这些激素在植物体内通过不同的途径完成了信号传导作用,进而影响植物的生长和发育。

其中,研究有最深入的是生长素和乙烯的信号转导机制。

生长素通过与生长素受体结合,形成生长素感应体,从而诱导靶标基因的表达。

一般而言,生长素的作用会被另外一个激素——赤霉素所促进。

乙烯则是通过与乙烯受体结合,诱导受体的下游信号转导作用,进而引发信号传导的变化。

2. 植物响应环境的信号转导机制植物生长发育中,又涉及了影响生长的因素,如光照和温度。

植物信号转导机制在感应外界环境方面则发挥了重要作用。

比如光信号转导中,光处于一个分子的叶黄素转移到另一个分子——质子泵,激活线粒体的加速代谢。

而在温度转导信号中,受体结合温度蛋白,引发蛋白质激酶级联反应,进而影响了细胞质中的基因表达与代谢。

二、植物信号传导的应用1.植物抗逆性能增强在植物抗逆性能方面,信号转导技术被用于改善植物逆境,并提高植物的产量。

比如,在水分限制条件下,夜间喷施乙烯能够增加作物的生长速度,缓解干旱应激导致的生长受阻。

此外,恢复植物生长能力是提高植物逆境抗性的一种方法。

已经有科学家利用植物信号传导技术,大大缩短了采取某些植物抗逆性状的周期,同时提高了作物的逆境耐受性。

2. 植物品质的改进应用植物信号传导技术,可以对作物的品质进行改进。

通过改变植物对于内源性激素的敏感性,有助于调整植物的生长和发育,进而影响到作物的质量与产量。

例如,目前已有科学家成功地利用生长素信号转导技术,实现了对植物长度和叶子的控制,从而使得植物的果实质量得到明显的提升。

3. 植物素材生产的提高植物信号传导技术不仅能够对植物本身进行优化,还可以尝试应用于植物素材生产,以达到提高物质生产效率的目标。

植物信号传导的分子机制和调节

植物信号传导的分子机制和调节

植物信号传导的分子机制和调节植物是具有高度适应性的生物,其能对外界环境作出相应的反应。

这种反应称为植物信号传导。

植物信号传导是植物对外界环境的感应、传导和响应的过程。

它是植物适应和生长发育的基本机制之一。

本文将介绍植物信号传导的分子机制和调节。

一、植物信号传导机制1. 植物信号传导的分子机制植物信号传导的分子机制是由生长素、赤霉素、脱落酸、ABA、蛋白激酶、Ca2+、NO等多种信号分子参与的。

其中,生长素、赤霉素和脱落酸是植物生长发育的三大调节激素,最常用于控制植物的生长方向和生长速度。

ABA是植物压力适应的激素,可调节植物对干旱、低温、盐碱和真菌等胁迫的响应。

蛋白激酶是植物细胞膜受体激酶诱导的复杂信号传递网络的重要组成部分。

Ca2+和NO是信号分子参与的广泛过程。

2. 植物信号传导的机制植物信号传导的机制从外部刺激、膜受体、二次信号分子、激活蛋白等角度进行分类。

(1)外部刺激:植物感受到外界环境信号后,会产生多种反应。

这些刺激可能来自温度、水分、光线、物理性刺激(机械运动)以及植物内部的代谢活动等。

(2)膜受体:植物膜受体可以感受到外部刺激,激活信号传递机制,促进生长调节。

(3)二次信号分子:植物体内的二次信号分子,如酶(激酶、磷酸酶、蛋白酶)、激活蛋白、Ca2+和NO等,与膜受体和基因相互作用,促进外部刺激的感应和信号传导。

(4)激活蛋白:植物中有许多信号分子可以激活激酶过程与离子通道(钾通道、钙通道等)相互作用,使得植物细胞出现电位性变化、膜孔开放、离子外流等等一系列的反应。

植物信号传导存在许多交叉节点,不同的信号通路之间相互影响,形成一个复杂的信号传递网络,促进植物对环境的精确感知。

二、植物信号传导的调节1. 磷酸化与去磷酸化由于植物信号传导的复杂性,磷酸化和去磷酸化在其中的调节作用尤为重要。

植物膜受体的磷酸化和去磷酸化可调节细胞的质膜通透性、激活酶活性、介导调节现象,参与调节物质、能量和信号在植物体内的传递。

植物信号传导及其调控机制

植物信号传导及其调控机制

植物信号传导及其调控机制植物作为一类进化高度成功的生物,在人类社会和大自然中扮演着重要的角色。

然而,与响应外界刺激的动物不同,植物生长发育和适应环境往往需要经过一系列复杂的信号传导和调控。

本文将就植物的信号传导及其调控机制展开讨论。

一、植物的基本信号分子植物的信号转导通路包括三个主要的分子类别:激素、离子和小分子信号物质。

它们通过各自的生理反应整合植物对外界环境的响应。

激素是指由植物体内细胞产生、分泌、转运和降解的化合物,可以通过激素传递链调控植物贯穿于生命周期的许多生长发育和适应环境的响应。

离子通常指钙离子(Ca2+),作为一类广泛存在于植物细胞中的离子,能通过细胞膜钙离子通道和离子泵、内酯酶、膜钙离子感受器等活跃的系统在细胞内外调节许多重要蛋白的活动。

小分子信号物质是指具有小分子化学结构和短时间生物活性的分子,比如乙烯、一氧化氮、硝酸盐等。

它们自身或与其他信号共同作用来调控细胞、组织、器官或整个植株的功能。

二、植物的典型信号通路1. 植物激素通路植物激素通路包括生长素、赤霉素、脱落酸、激素多胺、脱落酸和赤霉素、乙烯等信号分子和与它们相关的细胞内信号传递、基因表达和基因编码调节等分子机制。

其中生长素在许多生理过程中发挥关键作用,包括细胞分裂和伸长、光响应和昼夜节律、根生长和侧根形成、休眠状态转换等。

生长素的反应机制主要集中在生长素受体(AGRs)和生长素信号转录因子(ARFs)的活性上调节植物细胞的生长和发育。

2. 植物离子通路钙离子是植物最重要的离子信号物分子之一,它能在细胞膜钙离子通道和钙离子传感器结合后影响蛋白激活态、生理代谢和基因表达变化。

钙离子通路对植物在逆境下增强抗性和适应性等方面发挥了重要作用。

钾离子在维护植物离子平衡和水分压力等生理过程中也具有不可或缺的作用。

3. 植物小分子信号通路除了激素和离子以外,植物还会产生一些其他的小分子信号,如水杨酸、NO 等。

这些分子会在细胞内和细胞间调节植物生长、发育和适应性响应过程。

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一、NO信号分子在国内外的研究一氧化氮(NO)是一种生物活性分子,越来越多的证据表明它是生物体内分布最为广泛的信号分子之一.NO作为植物生长发育的一个关键调节因子,能对各种生物或非生物胁迫产生应答,在植物生长发育与环境互作的协调过程中起着中枢性的作用.近年来,对于一氧化氮在植物中分子功能的研究取得了较大进展,特别是其信号转导功能、对基因表达的调控和植物体内NO稳态平衡的维持等方面.文中较全面地介绍了植物体内NO的合成、功能、信号转导、对基因表达的调控以及植物体内NO动态平衡的维持等方面研究的进展,并对该领域今后的研究进行了展望。

1、在调节植物重金属胁迫抗性方面上起着非常重要的作用夏海威,施国新,黄敏,吴娟摘要:一氧化氮(NO)作为一种重要的信号分子,在调节植物重金属胁迫抗性方面上起着非常重要的作用。

综述了NO在植物体内的产生途径,重金属胁迫下植物体内内源NO含量的变化以及外源NO 与内源NO对植物重金属胁迫抗性的影响。

大量研究表明外源NO能够增强植物对重金属胁迫的抗性,一方面是通过增强植物细胞的抗氧化系统或直接清除活性氧,另一方面是通过影响植物对重金属的吸收以及重金属在植物细胞内的分布。

然而内源NO在调节植物重金属胁迫抗性上的功能角色仍存在争议。

有些研究表明内源NO是有益的,能够缓解重金属胁迫诱导的毒性;但是也有证据表明内源NO是有害的,能够通过促进植物对重金属的吸收以及对植物螯合素进行S-亚硝基化弱化其解毒功能,从而参与重金属诱导的毒害反应和细胞凋亡过程。

2、利用基因芯片技术解析NO调节拟南芥生理反应的分子机制作者:赵亚锦摘要:一氧化氮(NO)是植物体内重要的信号分子之一,在植物对生物和非生物胁迫(如干旱、UV-B、盐害、高温等)的反应、细胞程序性死亡(PCD)、呼吸作用、光形态建成、果实成熟、叶片伸展、气孔关闭、衰老、种子萌发、开花调控、根发育和激素反应等植物生长发育过程中起着重要的调节作用。

因此研究NO在植物中起作用的遗传和分子机制有着重要的理论意义和潜在的应用价值,是目前植物分子生物学研究领域的热点问题之一。

要搞清NO调节植物生理过程和功能的分子机制,关键是要解析NO调节基因表达的机制。

而在植物体内NO含量变化的情况下对其全基因组转录物的分析又是解析NO调节基因表达机制的一种有效方法。

本研究以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究对象。

用于实验的材料有野生型拟南芥(WT)、内源NO含量升高的拟南芥突变体nox1和内源NO含量降低的突变体noa1。

利用Affymetrix公司的拟南芥ATH1全基因组芯片(ArabidopsisATH1-121501GenomeArray)进行芯片杂交实验,得到WT、nox1和noa1的基因表达谱,并筛选出差异表达基因。

本文利用基因芯片技术全面的研究了内源NO含量的升高以及内源NO含量的降低对植物表达谱的影响,并根据对表达谱数据的分析初步探讨了NO和乙烯、赤霉素、脱落酸等植物激素相互作用的分子机制,进一步研究将有望揭开NO 在植物中的作用机理。

3、细胞信号分子对非生物胁迫下植物脯氨酸代谢的调控作者:邓凤飞,杨双龙,龚明摘要:大量研究表明脯氨酸积累在植物响应与适应非生物胁迫中起重要作用,但如何调节脯氨酸合成和降解仍有许多疑问。

已知植物对逆境胁迫的响应与适应过程涉及复杂的细胞信号发生与转导事件,也有研究表明细胞信号分子参与了植物体内脯氨酸代谢的调控过程,但不清楚其具体机理。

本文综述了脯氨酸代谢的合成与降解途径,以及脱落酸(ABA)、Ca2+、一氧化氮(NO)、过氧化氢(H2O2)、水杨酸(SA)等细胞信号分子在脯氨酸代谢调控中的作用,并讨论了信号分子之间信号交谈对脯氨酸代谢可能的影响模式及未来研究的展望。

4、一氧化氮对植物细胞次生代谢产物合成的调控作用及其信号转导机理研究作者:徐茂军摘要:次生代谢产物的低产现象是制约细胞培养法生产植物天然产物技术产业化应用的核心问题之一,理解和掌握植物细胞次生代谢调控规律是解决这一问题的基础。

植物体内次生代谢物质的生物合成受到细胞内部和外界因素的严格调控,然而目前对植物细胞次生代谢产物合成的调控机理所知甚少。

与初生代谢相比,植物次生代谢产物的合成具有更加复杂的调控机制,并且更易受外界因素的影响。

细胞内部的信号转导系统是介导外界因子影响植物次生代谢产物合成的纽带。

然而,目前对植物细胞中次生代谢信号调控系统的了解还十分浮浅。

存在的主要问题是对植物细胞中与次生代谢产物合成调控有关的信号分子和信号转导途径的了解不够。

因此,研究探讨参与植物细胞次生代谢产物合成调控的信号分子及其信号转导机制对理解和掌握植物细胞次生代谢调控规律具有重要意义。

NO是一种兼有水、脂溶性的小分子物质,其在动物体内的信号分子作用已为人们所熟知。

早在上个世纪70年代,人们就已经发现植物可以产生NO。

但是直到Delledonne和Durner两个研究小组1998年首次证实NO参与植物的抗病作用后,NO在植物体内的信号分子作用才引起研究者的重视并展开了广泛的研究。

近年来,NO的植物生物学功能研究方面取得了一系列重大进展,促使NO植物分子生物学研究成为该领域的研究热点。

然而,目前国内外有关NO对植物细胞次生代谢产物合成的影响及其分子机理方面的研究还十分少见。

研究报道表明,NO是介导外界刺激信号从细胞表面传递到细胞核内部并诱发细胞产生诸如抗性反应、细胞超敏死亡等生理生化效应的重要信号分子。

NO的这一特性使其具备了作为胞内信使物质参与外界因素对植物细胞内部次生代谢产物合成进行信号调控的基本条件,但是目前尚无直接可靠的实验证据说明NO与植物细胞次生代谢调控之间的关系。

基于上述研究现状,本文以真菌诱导子为外界刺激因子,系统地研究了NO在诱导子诱发植物细胞次生代谢产物生物合成过程中的作用,取得了一系列原创性研究成果。

试验结果首次证实NO是介导外界刺激信号(诱导子)诱发植物细胞次生代谢物质合成的一个重要胞内信号分子;发现NO可以依赖JA、ROS等信号途径触发植物细胞次生代谢产物的合成;证实NO和JA信号分子之间存在着特殊的自催化协同放大效应;揭示了NO可以促进植物细胞中SA 积累,而SA抑制细胞中JA合成的事实,澄清了目前国际学术界有关NO抑制两种研究蛋白质相互作用的原理与方法一、酵母双杂交系统酵母双杂交的原理:是将2个目的蛋白分别与AD和BD融合产生新的融合蛋白,如果这2个目的蛋白能够互相作用,则该相互作用会促使AD和BD 互相靠近而产生有活性的转录因子,进而激活事先构建到酵母基因组中的报告基因的转录。

在这以前,也有许多生物化学方法用来研究蛋白质间相互作用,但都是在体外研究,该系统可以在酵母这种生长迅速且易操作的体系中研究真核细胞的蛋白质-蛋白质相互作用,且通过cDNA文库筛选直接找到与未知蛋白质相互作用的蛋白基因。

方法:①选择合适酵母作为筛选未知蛋白的受体菌;②诱饵蛋白表达质粒的构建和鉴定;③诱饵蛋白自身转录活性分析;④猎物蛋白cDNA 文库的构建;⑤酵母双杂交筛选与阳性克隆鉴定。

酵母双杂交系统的最主要的应用是快速、直接分析已知蛋白之间的相互作用及分离新的与已知蛋白作用的配体及其编码基因。

酵母双杂交系统检测蛋白之间的相互作用具有以下优点:⑴作用信号是在融合基因表达后,在细胞内重建转录因子的作用而给出的,省去了纯化蛋白质的繁琐步骤。

⑵检测在活细胞内进行,可以在一定程度上代表细胞内的真实情况。

⑶检测的结果可以是基因表达产物的积累效应,因而可检测存在于蛋白质之间的微弱的或暂时的相互作用。

⑷酵母双杂交系统可采用不同组织、器官、细胞类型和分化时期材料构建cDNA文库,能分析细胞浆、细胞核及膜结合蛋白等多种不同亚细胞部位及功能的蛋白。

二、免疫共沉淀基本原理:以抗体和抗原之间的专一性作用为基础的用于研究蛋白质相互作用的经典方法。

是确定两种蛋白质在完整细胞内生理性相互作用的有效方法。

方法:细胞裂解液中加入抗体,与抗原形成特异免疫复合物,经过洗脱,收集免疫复合物,然后进行SDS-PAGE及Western blotting分析。

免疫共沉淀既可以用于检验已知的两个蛋白质在体内的相互作用,也可以找出未知的蛋白质相互作用,不管是两者的哪个,其原则都是一样的,都需要用特异性的抗体与其中的一种蛋白质结合,之后通过蛋白质A或蛋白质G琼脂糖微珠将复合物沉淀下来,然后用SDS-PAGE鉴定。

免疫共沉淀中设置正确的对照非常重要,因为该方法可能出现假阳性的概率比较高,设置的对照包括:在对照组中使用对照抗体,以缺失目的蛋白的细胞系作为阴性对照等等。

在免疫共沉淀试验中要保证试验结果的真实性应注意以下几点:(1)确保共沉淀的蛋白是由所加入的抗体沉淀得到的,而并非外源非特异蛋白。

单克隆抗体的使用有助于避免污染的产生。

(2)要确保抗体的特异性。

即在不表达抗原的细胞溶解物中添加抗体后不会引起共沉淀。

(3)确定蛋白间的相互作用是发生在细胞中,而不是由于细胞的溶解才发生的。

这需要进行蛋白质的定位来确定。

免疫共沉淀试验也同样不能保证沉淀的蛋白复合物是否为直接相互作用的两种蛋白。

例如E1A与p60的共沉淀就是间接的相互作用。

其实际上是E1A与p107直接相互作用,而p107与p60直接相互作用的结果。

与蛋白亲和色谱相比,免疫共沉淀试验的灵敏度不够高。

这与抗原浓度较低有关,但如果使抗原过量表达,又会破坏相互作用的天然状态。

免疫共沉淀是检测蛋白质间相互作用的经典方法,也是较常用的方法。

它的优点是:与蛋白亲和色谱一样,检测的产物是粗提物;抗原与相互作用的蛋白以细胞中相类似的浓度存在,避免了过量表达测试蛋白所造成的人为效应;蛋白以翻译后被修饰的天然状态存在;复合物以天然状态存在。

Schaerer与他的同事们利用免疫共沉淀技术研究了GABAA受体蛋白与多功能蛋白gC1q-R之间的相互作用,与酵母双杂交试验得到的结果完全相同。

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