杨树激素信号途径蛋白互作网络预测文献综述

 2022-04-11 21:03:04

杨树激素信号途径蛋白互作网络预测

杨树属于杨柳科(Salicaceae)杨属(Populus),是世界范围人工林主要造林树种,也是我国人工林主要造林树种,有很大的经济效益及生态效益。国内外关于杨树的相关报道很多,但是对杨树激素信号途径蛋白互作的研究相对较少。蛋白质之间的相互作用(Protein-Protein Interaction, PPI)一直是生物学研究的重点,近年随着高通量技术的发展,蛋白质-蛋白质相互作用研究的重点逐渐从单对蛋白质互作的研究转向对一组蛋白质中所有蛋白质-蛋白质相互作用的系统研究,也就是对蛋白质相互作用网络(PPI network)的研究【1】。植物激素信号转导在调控植物生长发育中起着重要作用,研究激素信号通路之间的相互关系,预测激素信号途径相关蛋白互作网络可帮助我们进一步了解植物激素信号途径间的交叉影响和对外界环境因子的响应。虽然对拟南芥、水稻等模式植物的蛋白互作网络的研究已有了一定的成果,在木本模式树种杨树中的研究将有助于解析木本植物特有的激素信号途径互作【2】

1植物激素信号途径

植物激素(Phytohormone)指植物自身合成的,对其生长发育有重要调节作用的有机化合物。主要的植物激素包括赤霉素、生长素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等。这些植物激素在植物细胞的分裂分化,种子成熟与休眠,发芽生根,开花结实和器官衰老等各项生理活动中起重要调控作用【3】

赤霉素(GA)能促进细胞分裂、伸长,打破种子休眠等。赤霉素信号被受体感知并传播,诱导该途径中各种基因的表达,从而影响植物的形态发生和发育。生长素主要集中在植物生长旺盛的部位,如植物的茎尖、根尖、嫩叶等,可以调节植物的生长分化。目前,生长素信号途径的核心成分主要包括F-box蛋白TIR1/AFB、转录共抑制因子AUX IAA和转录因子ARF【4】。细胞分裂素主要参与细胞的分裂增殖、根芽形成等基础发育过程,细胞分裂素的信号途径主要包括多步骤的磷酸化【5】。乙烯可以调控植物的多种生理活动,如种子的萌发、果实的成熟和脱落等。乙烯受体家族(ETR)感知乙烯,并通过将受体的组氨酸蛋白激酶区域磷酸化,将信号转移到蛋白质CTR1上,CTR1是乙烯信号转导过程的下游组成部分【6】。脱落酸(ABA)可抑制植物生长、促进芽休眠和叶子脱落等,与植物抗性有关,ABA的信号转导通路是以ABA-PYR1-PP2C复合体为中心的【7】

2 蛋白互作网络

蛋白质(Protein)是生命的物质基础,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担着。通常细胞中的蛋白质不是独立作用的,不同的蛋白质通过相互作用形成蛋白质复合体来行使其生物学功能,这一过程被称为蛋白质相互作用(Protein-Protein Interaction, PPI)。伴随着生物信息学技术的快速发展,近年来蛋白质互作的研究重点逐渐从对单对蛋白质互作的研究转向对一组蛋白质中所有蛋白质互作的系统研究,也就是对蛋白质相互作用网络(PPI network)的研究。

2.1 检测方法

目前通过实验检测蛋白质互作的方法有很多,比如酵母双杂交系统(Yeast Two-hybrid System, Y2H)、免疫共沉淀技术(Co-immunoprecipitation, COo-IP)、串联亲和纯化技术(Tandem Affinity Purification, TAP)和双分子荧光互补技术(Bimolecular Fluorescence Complementation, BiFC)等。

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